Minerii lunari au fost deosebit de jubilanți în această săptămână, când oamenii de știință au spus că au găsit dovezi convingătoare pentru gheața de apă pe suprafața lunară. Acolo este mult mai multă gheață decât am crezut și acum știm exact unde se află. Acest lucru poate simplifica foarte mult extracția viitoare a apei.
Cu mult înainte de această descoperire, oamenii de știință încercau să găsească orice apă care s-ar putea ascunde pe suprafața lunii. Este o resursă care va fi incredibil de valoroasă pentru viitoarele misiuni pe termen lung pe Lună, deoarece apa este esențială pentru viața de pe Pământ. Poate fi reciclat în habitatul lunar sau utilizat pentru băut sau scăldat. De asemenea, cu ajutorul său, ar fi posibil să crească plantele necesare hrănirii viitorilor locuitori lunari.
Poate că cea mai mare și imediată utilizare a apei lunare este în combustibilul pentru rachete. Principalele componente ale apei - hidrogenul și oxigenul - sunt două dintre cele mai importante materiale utilizate pentru fabricarea combustibilului pentru rachete. Și dacă faci combustibil pentru rachete din apă pe Lună, ar fi minunat să economisești bani pentru misiuni ambițioase în spațiu. Deocamdată, rachetele care părăsesc Pământul trebuie să transporte cu ele tot combustibilul de care au nevoie. Dar folosind gheață lunară, rachetele pot fi alimentate în spațiu și pot ajunge în locuri mai îndepărtate pentru mai puțini bani.
Este apa mai bună decât uleiul?
„Ideea este de a crea un fel de lanț de aprovizionare în afara Pământului pentru anumite produse - în special pentru apă ca combustibil - pentru a face mult mai ușoară trecerea de la un corp la altul în spațiu”, spune Julie Brisset. Cercetător, Florida Space Institute.
Livrarea a ceva în spațiu este întotdeauna costisitoare. Dacă doriți ca satelitul dvs. să scape de gravitația Pământului, veți avea nevoie de mult combustibil pentru a ajunge pe orbită. De fapt, cea mai mare parte a greutății pe care o poartă o rachetă la lansare provine din combustibil. Și cu cât mergi mai adânc în spațiu, cu atât ai nevoie de mai mult combustibil. Este nevoie de mai multă energie pentru a se desprinde de gravitația planetei. Prin urmare, misiunile în spațiul adânc devin din ce în ce mai scumpe, deoarece este nevoie de o rachetă mare și este nevoie de mult combustibil.
Dar dacă, în loc să luați combustibil pe Pământ, puteți umple rezervorul cu combustibil care este deja în spațiu? Apoi, misiunile în spațiul adânc ar deveni la fel de banale precum călătoriile dintr-un oraș în altul. „Imaginați-vă doar că ați trebuit să ieșiți din Denver și nu existau benzinării pe drum și trebuia să transportați benzina până la New York”, spune George Sowers, profesor la Colorado School of Mines și fost vicepreședinte al United Launch. Alianţă. „Cu siguranță nu vei primi toate acestea în mașină. Va trebui să luăm o remorcă . Acesta este motivul pentru care ideea dezvoltării lunare este atât de interesantă pentru minte. Apa de pe Lună ar putea fi exploatată, ruptă în combustibil pentru rachete și transportată fie pe orbita circumlunară, fie pe cea de jos a pământului. Rachetele nu trebuie să fie mari pentru a transporta tot combustibilul cu ele. Puteau doar să acosteze cu o benzinărie și să realimenteze pentru călătorii lungi.
Video promotional:
Transportul combustibilului de pe Lună în alte locuri din spațiu va fi mult mai ieftin decât transportul acestuia de pe Pământ. Pe Lună, o șesime din gravitația Pământului, ceea ce înseamnă că este nevoie de mai puțină energie pentru a ieși de pe suprafață. Sowers a analizat recent costul transportului combustibilului lunar în diferite locații din spațiu. De exemplu, livrarea apei lunare pe orbita scăzută a Pământului este mai ieftină decât trimiterea ei de pe Pământ, deși planeta noastră este mai aproape. „Dacă veți folosi acest combustibil pe orbită scăzută a Pământului, economiile vor fi de 20-30 la sută dacă utilizați combustibil lunar în locul celui terestru”, spune Sowers.
Oamenii de știință fantezizează despre transformarea apei lunare în combustibil pentru rachete de zeci de ani, de când au apărut dovezi ale adecvării polilor lunari pentru dezvoltarea gheții. În 1994, un studiu comun al NASA și al armatei americane numit Clementine a arătat că există apă în craterele de la polii lunari. Aceste locuri nu văd niciodată lumina Soarelui și nu ating niciodată temperaturi peste -250 grade Fahrenheit. Mai multe misiuni pe Lună au confirmat de atunci că ar putea exista apă în zonă. În 2009, NASA a aruncat nava spațială LCROSS într-un crater de la polul sud al lunii pentru a vedea ce materiale ar scoate impactul. S-a constatat că deversarea a fost de 5% apă.
Cu toate acestea, un studiu publicat săptămâna aceasta în PNAS arată că unele zone ale lunii ar putea fi scufundate în apă. Oamenii de știință de la Universitatea Hawaii și Universitatea Brown au analizat datele colectate de aparatul indian Chandranayan 1, care a mers pe Lună în 2008. Folosind unul dintre instrumentele ambarcațiunii, au reușit să hărțească zone de gheață de pe lună, măsurând reflectivitatea apei. De asemenea, au scanat aceste locuri în lumină infraroșie și au stabilit că apa a luat forma de gheață și nu de lichid sau vapori. Ei au confirmat nu numai că gheața de apă este prezentă la suprafața lunii, ci că unele zone de pe pământ sunt 20-30 la sută de gheață. În funcție de cât de adânc este gheața sub suprafață, ar fi posibil să se identifice unde ar fi extrase componentele pentru propulsor.
Un depozit de combustibil pe orbită terestră joasă deschide noi posibilități pentru misiunile în spațiu. De exemplu, s-ar putea construi un remorcher spațial - o rachetă care stă în spațiu, alimentează din nou și din nou și duce sateliții la destinația dorită. Acum, sateliții, care sunt lansați pe orbită înaltă, petrec de la șase luni la un an pentru a crește încet mai sus folosind motoarele de la bord. În acest timp, ei nu își pot face treaba și nu aduc bani. Dar, cu un remorcher spațial, sateliții ar putea fi distribuiți pe orbite inferioare folosind rachete mici și apoi folosiți de remorcherul spațial pentru a duce sateliții pe orbita dorită în doar câteva zile. Acest lucru ar economisi bani operatorilor de satelit: nu ar trebui să lanseze o rachetă mare pentru a-și transporta încărcătura în spațiu.și ar fi avut mai mult timp să lucreze cu tovarășul lor.
Deci, da, apa lunii este rece ca combustibil, dar nu va fi ușor să începi să o extragi. În primul rând, trebuie să faceți o recunoaștere extinsă. Datorită studiului PNAS, oamenii de știință au creat în esență o hartă care arată unde să caute cele mai suculente zone de gheață de apă la polii lunari. Următorul pas va fi trimiterea rover-ului lander și lunar pentru a găsi cele mai bune locuri. Oamenii de știință nu știu încă dacă gheața este sub formă de nămol amestecat cu gheață sau sub formă de blocuri solide amestecate cu alt material de suprafață. „Știm cum să proiectăm echipamente de extracție. Pur și simplu nu știm ce echipament să folosim”, spune Metzger.
O idee este să dezgropăm solul lunar cu un excavator care trimite material către un procesor. Procesorul separă gheața de sol în timpul procesului de încălzire și rupe apa în constituenți de bază folosind electricitate. O parte din combustibilul rezultat este apoi folosit pentru a lansa restul de apă de pe Lună într-un vehicul la depozitul de combustibil.
Desigur, toate acestea vor fi scumpe. „Totul se rezumă la o analiză a costurilor”, spune Metzger. „Este mai ieftin să lansezi combustibil pentru rachete de pe Pământ sau este mai ieftin să lansezi echipamente în spațiu o singură dată și apoi să întreții acel echipament și să îl folosești pentru a crea continuu combustibil pentru rachete în spațiu? Pe baza analizei efectuate de Metzger, Brissé și Sowers, au ajuns la concluzia că ar fi nevoie de zece ani pentru a investi în minerit pe Lună pentru a obține profit. Dar, din moment ce mineritul lunar este o afacere riscantă, este posibil ca capitalii de risc să nu dorească să fie implicați activ în această afacere.
Acesta este motivul pentru care echipa sugerează că NASA ar trebui să cofinanțeze dezvoltările miniere timpurii. Astfel, investitorii comerciali sunt mai predispuși să se asocieze cu o agenție de renume care poate suporta o parte din costuri.
NASA nu va oferi un serviciu investitorilor: agenția spațială a sugerat că până la 100 de tone metrice de combustibil ar putea fi necesare în fiecare an pentru a alimenta nave spațiale care părăsesc suprafața lunară de la bază. Dacă toate acestea vor fi lansate de pe Pământ, vor necesita aproximativ 3,5 miliarde de dolari pe an. Economiile rezultate din crearea combustibilului lunar vor face ca misiunile pe Lună și Marte să fie mai ieftine. „Misiunile pe Marte ar fi mai ieftine și tot ceea ce facem și în afara Pământului”, spune Sowers. De exemplu, utilizarea combustibilului lunar pentru realimentarea rachetelor ar reduce costul zborului către Lună de pe Pământ cu un factor de trei, a spus Sowers. Acest lucru este important având în vedere că NASA este pe cale să conducă din nou o misiune umană pe Lună.
Ilya Khel
