Water en helium zullen de belangrijkste bronnen van de maan worden wanneer mensen uiteindelijk besluiten er een permanente basis op te vestigen. Met welke uitdagingen zullen ze worden geconfronteerd?
Nu reist het enige apparaat van de aardbewoners op de maan. Hij is Chinees. Hoe zal het zilverachtige landschap worden getransformeerd als een enorme expansie begint, en zal Rusland zichtbaar zijn op de satelliet van de aarde?
Onaardse zaailingen
De Chinese Chang'e 4 landde op 3 januari 2019 voor het eerst in de geschiedenis aan de andere kant van de maan. Alle voorgaande missies, inclusief de landing van Amerikaanse astronauten, vonden plaats aan de kant van de satelliet die zichtbaar is vanaf de aarde. De missiedoelen zijn biologische experimenten en de studie van het oppervlak van de "buurman".
Het eerste succes van de Chinezen, en meteen een unieke prestatie - ze slaagden erin om een katoenspruit te laten groeien. Uiteraard ontkiemden de zaden in een speciale broedmachine aan boord van de lander. Zoals opgemerkt door de BBC, was het grootste probleem niet om zaden te voorzien van de noodzakelijke substanties voor groei, maar om een microklimaat te behouden: de temperatuur op de maan varieert van -173 ° C tot + 100 ° C of meer. De plant leefde enkele dagen en stierf tijdens een maanverlichte nacht - de lander kan het microklimaat niet langer dan 14 dagen op temperaturen onder -170 ° C houden. Daarnaast meldde een Chinees persbureau dat de nacht kouder was dan verwacht, al zijn details nog niet bekend.
Het kweken van planten op de maan biedt kansen voor de kolonisatie van de satelliet van de aarde en andere planeten: ze zullen de problemen oplossen van zowel zuurstofvoorziening als voedselrestricties.
Promotie video:
Waarom de maan?
Het meest aantrekkelijke object voor langdurige nederzettingen buiten de aarde is de natuurlijke satelliet. Met name de maan is uniek in termen van uitbreiding van de ruimte.
Dit wordt begrepen door alle moderne spelers in de ruimtevaartindustrie, van het eerder genoemde China tot India met zijn Chandrayaan-2-project (de lancering is gepland voor april van dit jaar), en tot Israël, wiens ruimtestartup SpaceIL verwacht zijn apparaat in februari op de maan te laten landen, dat de ruimte in zal gaan. raket van het bedrijf Space X.
Maar de maan is niet alleen aantrekkelijk als proeftuin voor technologie - de beschikbare middelen maken het een springplank voor het veroveren van de ruimte. Allereerst hebben we het over water, en in een wat langer perspectief over helium-3 (een van de isotopen van helium).
Helium-3 is een potentieel uiterst efficiënte energiebron van de toekomst, wanneer de mensheid beheerste thermonucleaire fusie onder de knie zal krijgen. Volgens berekeningen zal het dan goedkoper zijn om deze stof op het maanoppervlak te extraheren dan op de aarde (waar het buitengewoon schaars is), daarom kan de ontwikkeling van deze hulpbron niet alleen de ruimtesfeer veranderen, maar ook het leven op onze planeet.
"Als je een watermolecuul afbreekt, krijg je zuurstof en waterstof, die essentieel zijn voor zowel de ademhaling als de productie van raketbrandstof", legt Michael Poston van het Southwest Research Institute in de VS uit met behulp van water op de satelliet van de aarde. Water op de maan wordt als ijs opgeslagen, voornamelijk in de poolkappen.
Regolith - de vrij stromende oppervlaktelaag van de maanbodem - bevat ook zuurstof, silicium, ijzer, aluminium, magnesium, die door verhitting kunnen worden afgescheiden - hiervoor kunnen zonlichtconcentrators in de vorm van enorme spiegels of lenzen worden gebruikt. Deze technologie heeft bewezen effectief te zijn in tests op aarde, merkt de natuur op.
Bovendien zijn lanceringen van ruimtevaartuigen vanaf de maan energiezuiniger en daarom goedkoper - de zwaartekracht van de satelliet is slechts 17% van die van de aarde, bovendien is het niet nodig om de luchtweerstand te overwinnen vanwege het gebrek aan atmosfeer.
Nieuw huis
De constructie van zelfs een relatief eenvoudige woonstructuur op de maan, die een buitenpost is van de mensheid op een satelliet, vereist maximale middelen en ongekende maatregelen. Het bouwproject van de maanbasis komt neer op een aantal hoofdkenmerken: locatie, veiligheid, voedsel.
- Een plek. Zoals het toonaangevende wetenschappelijke tijdschrift Nature opmerkt, zijn er twee opties bij het kiezen van een locatie: je vestigen op de evenaar van de maan of op zijn pool. Elk van de opties biedt zijn eigen unieke mogelijkheden. Het is gemakkelijker om raketten vanaf de evenaar te lanceren en contact te houden met de aarde, maar maanavonden van twee weken zullen de stroomvoorziening van de kolonie extra belasten. De palen kunnen op hun beurt kolonisten in de buurt van ijs en dus water bieden, maar veroorzaken moeilijkheden bij het ontvangen en lanceren van voertuigen vanwege de slechtste lichtomstandigheden. Bovendien kan de kolonie aan de paal problemen hebben met de communicatie met de aarde.
- Veiligheid. De toekomstige bewoners van de kolonie zullen niet alleen middelen moeten winnen of meenemen, maar ook moeten vechten tegen gevaren die niet voorkomen op aarde en lage banen. Zo leidt de afwezigheid van de atmosfeer en het magnetische veld tot een verhoogde achtergrondstraling op het oppervlak van de satelliet. In theorie zou de schuilplaats ook goed zijn om bescherming te bieden tegen asteroïden. Daarom wordt voor de constructie van woningen voorgesteld om regolith te gebruiken - de oppervlaktelaag van de maangrond - of om de basis uit te rusten in lavabuizen: holtes die zijn achtergelaten na de uitbarsting van lavastromen door oude vulkanen. Dergelijke tunnels kunnen enkele kilometers lang en honderden meters in diameter worden. Een daarvan werd in 2010 opgenomen door het Indiase apparaat Chandrayaan: de lengte is ongeveer 2 km, de breedte is 360 m.
- Voedsel en middelen. Zoals verwacht door de auteurs van het artikel in Nature en bevestigd door de Chinezen aan de "donkere" kant van de maan, is het heel goed mogelijk om planten te kweken op de satelliet van de aarde. Naast voedsel produceren planten die met kunstlicht worden gekweekt ook zuurstof voor toekomstige kolonisten.
Over de volledige zelfvoorziening van de koloniën in de komende jaren behoeft in ieder geval niet te worden gesproken. Zelfs als de maanbasis zichzelf kan voorzien van alles wat ze nodig heeft, zal de afhankelijkheid van de kolonie van de metropool (aarde) blijven bestaan wat betreft de toestroom van nieuwe kolonisten en technologieën.
Zal Rusland een ruimtemacht blijven?
Rusland in de ruimtevaartindustrie staat voor uitdagingen van zowel de Verenigde Staten als groeiende spelers op dit gebied - China, India, Japan of Israël.
Niettemin is alleen "naar de maan" gaan een buitengewoon moeilijke taak en gaat zelfs de macht van de leidende wereldmachten te boven. NASA is van plan samen te werken met Roskosmos bij de bouw van een maanstation. Dit project kan het vacuüm van de ruimtevaartsamenwerking opvullen dat zou kunnen ontstaan als de VS zich uit het ISS-project terugtrekt. Aangenomen wordt dat de Amerikanen al in de jaren 20 van de 21e eeuw de levering van astronauten aan het internationale ruimtestation ISS op eigen kracht kunnen uitvoeren - althans hiervoor zijn er Elon Musk's Crew Dragon en Boeing's Starliner-projecten.
Maar Roscosmos heeft nog een paar troeven in petto, zowel gericht op het bestuderen en beheersen van de maan als op verder weg gelegen objecten in het zonnestelsel.
Volgens TASS ontwikkelt Rusland ook een concept voor het Sojoez-ruimtevaartuig, dat, zoals gerapporteerd door het hoofd van Roskosmos, Dmitry Rogozin, de NASA vroeg om een tweede back-upruimtetransportsysteem te creëren voor maanmissies.
Volgens RIA Novosti bepaalde Roskosmos begin februari het voorkeursuiterlijk van het superzware lanceervoertuig Yenisei voor vluchten naar de aardse satelliet. Deze optie biedt zes zijblokken met RD-171MV-motoren, evenals een middenblok met RD-180-motor.
"De detectie van water in een bevroren toestand onder de maanregoliet in de poolgebieden brengt de studie van de maan naar een nieuw niveau", zei Forbes over de vooruitzichten voor de verkenning van de maan in de persdienst van Roscosmos.
Het Russische satellietverkenningsprogramma voor de aarde omvat een aantal autonome missies:
- Luna-Globe (Luna-25). Voor het testen van moderne zachte landingstechnologieën. Het project staat gepland voor 2019.
- Luna-Resurs-1 (OA), (Luna-26). Een orbiter voor het wereldwijde onderzoek en verkenning van maanbronnen, die naar verwachting in 2021-2022 van start gaat.
- "Luna-Resurs-1" (PA), ("Luna-27"). Grote lander voor het bestuderen van regoliet op de zuidpool van een aardse satelliet. Roscosmos verwacht het project in 2022-2023 te lanceren.
Zoals uit deze lijst blijkt, is Rusland (zelfs in zijn volledig "eigen", geen internationale projecten) niet alleen gericht op de fundamentele studie van de maan, maar ook op het onderzoeken van de bronnen van dit hemellichaam.
Politieke momenten
Het staatsbedrijf herinnerde zich een gezamenlijk project met het Europees Ruimteagentschap - "ExoMars-2016". In 2020 is het de bedoeling om het tweede deel van het ExoMars-2020-project te lanceren: het omvat de levering aan Mars van een Russisch landingsplatform met een Europese rover aan boord. Roscosmos gelooft dat samenwerking met de EU, evenals partnerschap met de Verenigde Staten op het gebied van maanprogramma's, het staatsbedrijf in staat zal stellen "het moment niet te missen" en betrokken te raken bij de bouw van de maanbasis.
Wie bezit de maanbronnen in termen van internationaal recht? Volgens het internationale ruimtevaartverdrag van 1967 kan geen enkele staat soevereiniteit uitoefenen over hemellichamen. Bijgevolg is de status van eigendom van de middelen die aan dergelijke instanties worden onttrokken, nog steeds onduidelijk.
Sommige landen, met name de Verenigde Staten en Luxemburg, hebben op wetgevend niveau de plannen van particuliere bedrijven gesteund om de hulpbronnen van hemellichamen te ontwikkelen. Rusland en enkele andere staten wijzen op het gevaar van deze benadering: ze vrezen een wedloop om ruimtevoorraden met de daaropvolgende militarisering van de ruimte - een proces dat misschien niet alle aspiraties om een maan-, circumlunaire of zelfs een bewoonbare basis van Mars te creëren, vermindert.