Сегодня, 13:55 БКС Экспресс
В мечтах о жизни за пределами Земли человечество постоянно изобретает что-то новое. Первый шаг для воплощения этих грез в реальности — попытка приблизить наступление дня, когда человек сможет жить на Луне. И ученые уже многое для этого сделали — вот лишь несколько примеров.
Вода — дорогой источник жизни
Доступ к воде имеет огромное значение для будущих лунных миссий. Во-первых, она необходима для утоления жажды. Во-вторых, при наличии специальных инструментов ее можно разделять на водород и кислород и использовать в качестве ракетного топлива. И, наконец, выделенный кислород необходим для дыхания.
Проблема в том, что доставлять воду на Луну с Земли довольно проблематично и крайне дорого. Из-за этого ученым пришлось придумывать другой способ добычи чистой воды на спутнике нашей планеты.
Так как на Луне нет полноценной атмосферы, которая могла бы изолировать ее от солнечных лучей, до 1990-х считалось, что поверхность спутника сухая. Но орбитальные космические аппараты обнаружили признаки наличия льда в крупных и недоступных кратерах вблизи полюсов земного спутника, а затем ученые нашли этому подтверждение.
Лед на поверхности Луны можно было бы использовать, чтобы получить воду. Космическое агентство Великобритании выделило 30 тыс. фунтов стерлингов для финансирования ученых, которые ищут способы разогревания и очищения лунного льда.
Интересный факт — один из участников этих экспериментов рассказал, что буквально собирается приобрести микроволновку в магазине и вынуть оттуда магнетрон для дальнейших опытов. Однако прежде специалисты должны будут понять, как разогреть грязный лед в условиях вакуума.
Весной 2025 г. среди наиболее успешных в опытах ученых выберут победителей, чтобы продолжить финансирование их разработок.
Кислород в твердом виде
Атмосфера у земного спутника есть, но очень тонкая, состоящая в основном из водорода, неона и аргона. В таких условиях живым существам дышать будет нечем. Но, как и в случае с водой, кислород на Луне есть — просто не в том виде, в каком вы ожидали.
Луна в основном состоит из тех же пород, что и Земля — все они содержат кислород, просто не в той форме, к которой могли бы получить доступ легкие человека и других млекопитающих. Так, лунный реголит на 45% состоит из кислорода. Чтобы разорвать его прочную связь с минералами, необходима сильная энергия. Ученые говорят, что в кубическом метре лунного реголита содержится примерно 1,4 тонны минералов, в том числе около 630 килограммов кислорода. При этом, по данным NASA, для выживания человеку нужно 800 граммов кислорода в день. То есть 630 килограммов кислорода сохранят жизнь человеку примерно на два года.
Несколько лет назад Европейское космическое агентство поручило ученым разработать рабочий прототип устройства, которое позволит извлекать кислород из лунного реголита для дыхания астронавтов и использования в качестве топлива для космических аппаратов.
Согласно плану, такая технология должна извлекать около 50–100 граммов кислорода из лунного реголита всего за 10 дней. Такой временной диапазон был выбран неспроста — примерно столько на длится лунный световой день, а за ним наступает почти двухнедельная ночь, когда солнечные батареи не смогут получать энергию.
Кстати, канадские инженеры предлагают использовать побочный продукт от извлечения кислорода из реголита в качестве ракетного топлива. Это сильно бы снизило издержки по доставке горючего с Земли: отправка ракеты обычно занимает около трех дней, а доставка 1 килограмма груза обходится аж в $35 тыс.
Более того, такое изобретение помогло бы снизить требования к грузоподъемности космических кораблей — пока масса топлива занимает более 60% от общей массы ракеты.
Лунная станция, дай мне силу
А как вообще проводить опыты на поверхности Луны, если нет возможности находиться там длительное время? Россия и Китай прорабатывают вопрос возможного строительства Международной научной лунной станции на орбите земного спутника или даже на его поверхности.
Проект довольно обширный и, согласно плану, будет воплощаться в жизнь в три этапа — с 2031 по 2035 гг. На первом ученые хотят исследовать поверхность Луны и протестируют технологию безопасной мягкой посадки. На втором — протестируют доставку на поверхность объемных грузов, разместят на окололунной орбите модули для подачи электроснабжения, коммуникации и наладят транспортное сообщение. И, наконец, на последнем этапе вместе с международными партнерами космонавты из РФ и КНР хотят плотно заняться изучением и освоением Луны.
А что насчет лунной инфраструктуры, как в футуристических фильмах? Как вариант, ее можно создать в пещерах. Правда, вероятно, будет это совсем нескоро.
На протяжении полувека ученые спорили о том, есть ли под поверхностью Луны пещеры — так называемые лавовые трубки, которые в диаметре могут достигать 100 метров. Совсем недавно радар NASA Lunar Reconnaissance Orbiter засек такой туннель, а ученые смогли доказать его существование на Луне.
Поверхность солнечной стороны Луны разогревается вплоть до 127 градусов по Цельсию, а на темной — охлаждается до -173. Космическое и солнечное излучения здесь в 150 раз сильнее, чем на Земле. Угроза падения метеорита постоянна. Все это не благоволит постоянным исследованиям прямо на поверхности земного спутника, и потому лавовые трубки могли бы помочь в этом вопросе.
Согласно исследованиям ученых, в таких пещерах температура может находиться в диапазоне от 15 до 17 градусов по Цельсию. Благодаря таким условиям, человек мог бы долгосрочно исследовать Луну вне окололунных станций и земной орбиты.
Ресторан «На Луне»
Вопросом о возможности выращивания еды на поверхности Луны уже много лет задаются ученые из разных стран. Так, например, австрийские и российские исследователи предложили способ выращивания грибов на специальной ферме, чтобы ими могли питаться космонавты — ведь земные запасы не вечны.
Ученые разработали план двухмодульной фермы по выращиванию грибов: первый — для подготовки и стерилизации сырья, из которого в конечном итоге будут выращиваться грибы, второй — непосредственно для посева и выращивания. Цикл выращивания займет 66 дней, а в итоге можно будет собрать аж 28 килограммов грибов. Так, 14 взрослых космонавтов смогли бы питаться ими дважды в неделю, потребляя по 100 граммов грибов.
Американские ученые и вовсе прорастили нут на крайне неплодородной почве Луны — том же реголите. Для этого им понадобились специальные удобрения.
Исследователи использовали имитацию почвы, которую засеяли семенами нута и удобрили биогумусом — это продукт переработки органических отходов сельского хозяйства дождевыми червями, бактериями и другими организмами. Использовалась почва с тремя разными условиями: лучший результат показал нут, который вырос из 75-процентного лунного грунта, даже несмотря на признаки дефицита хлорофилла.
Этот эксперимент оставил ряд вопросов, потому что ученые не изучали процессы, происходящие с самой почвой и воздействие гравитации и радиации. Тем не менее он показал, что выращивать еду на неблагоприятной поверхности Луны все же возможно.
В конце концов, выращивать еду на земном спутнике можно и в специальных капсулах. Во всяком случае, так заявляет, например, компания Interstellar Lab, которая занимается их созданием.
С 2023 г. компания проводит испытания специальных футуристических теплиц, где выращивает растения в условиях микрогравитации и изучает влияние на них неблагоприятной среды. В 2025 г. Interstellar Lab планирует переместить эксперименты на МКС на околоземной орбите, а в 2027 г. — на Луну. А нам остается только ждать и наблюдать.
Вода — дорогой источник жизни
Доступ к воде имеет огромное значение для будущих лунных миссий. Во-первых, она необходима для утоления жажды. Во-вторых, при наличии специальных инструментов ее можно разделять на водород и кислород и использовать в качестве ракетного топлива. И, наконец, выделенный кислород необходим для дыхания.
Проблема в том, что доставлять воду на Луну с Земли довольно проблематично и крайне дорого. Из-за этого ученым пришлось придумывать другой способ добычи чистой воды на спутнике нашей планеты.
Так как на Луне нет полноценной атмосферы, которая могла бы изолировать ее от солнечных лучей, до 1990-х считалось, что поверхность спутника сухая. Но орбитальные космические аппараты обнаружили признаки наличия льда в крупных и недоступных кратерах вблизи полюсов земного спутника, а затем ученые нашли этому подтверждение.
Лед на поверхности Луны можно было бы использовать, чтобы получить воду. Космическое агентство Великобритании выделило 30 тыс. фунтов стерлингов для финансирования ученых, которые ищут способы разогревания и очищения лунного льда.
Интересный факт — один из участников этих экспериментов рассказал, что буквально собирается приобрести микроволновку в магазине и вынуть оттуда магнетрон для дальнейших опытов. Однако прежде специалисты должны будут понять, как разогреть грязный лед в условиях вакуума.
Весной 2025 г. среди наиболее успешных в опытах ученых выберут победителей, чтобы продолжить финансирование их разработок.
Кислород в твердом виде
Атмосфера у земного спутника есть, но очень тонкая, состоящая в основном из водорода, неона и аргона. В таких условиях живым существам дышать будет нечем. Но, как и в случае с водой, кислород на Луне есть — просто не в том виде, в каком вы ожидали.
Луна в основном состоит из тех же пород, что и Земля — все они содержат кислород, просто не в той форме, к которой могли бы получить доступ легкие человека и других млекопитающих. Так, лунный реголит на 45% состоит из кислорода. Чтобы разорвать его прочную связь с минералами, необходима сильная энергия. Ученые говорят, что в кубическом метре лунного реголита содержится примерно 1,4 тонны минералов, в том числе около 630 килограммов кислорода. При этом, по данным NASA, для выживания человеку нужно 800 граммов кислорода в день. То есть 630 килограммов кислорода сохранят жизнь человеку примерно на два года.
Несколько лет назад Европейское космическое агентство поручило ученым разработать рабочий прототип устройства, которое позволит извлекать кислород из лунного реголита для дыхания астронавтов и использования в качестве топлива для космических аппаратов.
Согласно плану, такая технология должна извлекать около 50–100 граммов кислорода из лунного реголита всего за 10 дней. Такой временной диапазон был выбран неспроста — примерно столько на длится лунный световой день, а за ним наступает почти двухнедельная ночь, когда солнечные батареи не смогут получать энергию.
Кстати, канадские инженеры предлагают использовать побочный продукт от извлечения кислорода из реголита в качестве ракетного топлива. Это сильно бы снизило издержки по доставке горючего с Земли: отправка ракеты обычно занимает около трех дней, а доставка 1 килограмма груза обходится аж в $35 тыс.
Более того, такое изобретение помогло бы снизить требования к грузоподъемности космических кораблей — пока масса топлива занимает более 60% от общей массы ракеты.
Лунная станция, дай мне силу
А как вообще проводить опыты на поверхности Луны, если нет возможности находиться там длительное время? Россия и Китай прорабатывают вопрос возможного строительства Международной научной лунной станции на орбите земного спутника или даже на его поверхности.
Проект довольно обширный и, согласно плану, будет воплощаться в жизнь в три этапа — с 2031 по 2035 гг. На первом ученые хотят исследовать поверхность Луны и протестируют технологию безопасной мягкой посадки. На втором — протестируют доставку на поверхность объемных грузов, разместят на окололунной орбите модули для подачи электроснабжения, коммуникации и наладят транспортное сообщение. И, наконец, на последнем этапе вместе с международными партнерами космонавты из РФ и КНР хотят плотно заняться изучением и освоением Луны.
А что насчет лунной инфраструктуры, как в футуристических фильмах? Как вариант, ее можно создать в пещерах. Правда, вероятно, будет это совсем нескоро.
На протяжении полувека ученые спорили о том, есть ли под поверхностью Луны пещеры — так называемые лавовые трубки, которые в диаметре могут достигать 100 метров. Совсем недавно радар NASA Lunar Reconnaissance Orbiter засек такой туннель, а ученые смогли доказать его существование на Луне.
Поверхность солнечной стороны Луны разогревается вплоть до 127 градусов по Цельсию, а на темной — охлаждается до -173. Космическое и солнечное излучения здесь в 150 раз сильнее, чем на Земле. Угроза падения метеорита постоянна. Все это не благоволит постоянным исследованиям прямо на поверхности земного спутника, и потому лавовые трубки могли бы помочь в этом вопросе.
Согласно исследованиям ученых, в таких пещерах температура может находиться в диапазоне от 15 до 17 градусов по Цельсию. Благодаря таким условиям, человек мог бы долгосрочно исследовать Луну вне окололунных станций и земной орбиты.
Ресторан «На Луне»
Вопросом о возможности выращивания еды на поверхности Луны уже много лет задаются ученые из разных стран. Так, например, австрийские и российские исследователи предложили способ выращивания грибов на специальной ферме, чтобы ими могли питаться космонавты — ведь земные запасы не вечны.
Ученые разработали план двухмодульной фермы по выращиванию грибов: первый — для подготовки и стерилизации сырья, из которого в конечном итоге будут выращиваться грибы, второй — непосредственно для посева и выращивания. Цикл выращивания займет 66 дней, а в итоге можно будет собрать аж 28 килограммов грибов. Так, 14 взрослых космонавтов смогли бы питаться ими дважды в неделю, потребляя по 100 граммов грибов.
Американские ученые и вовсе прорастили нут на крайне неплодородной почве Луны — том же реголите. Для этого им понадобились специальные удобрения.
Исследователи использовали имитацию почвы, которую засеяли семенами нута и удобрили биогумусом — это продукт переработки органических отходов сельского хозяйства дождевыми червями, бактериями и другими организмами. Использовалась почва с тремя разными условиями: лучший результат показал нут, который вырос из 75-процентного лунного грунта, даже несмотря на признаки дефицита хлорофилла.
Этот эксперимент оставил ряд вопросов, потому что ученые не изучали процессы, происходящие с самой почвой и воздействие гравитации и радиации. Тем не менее он показал, что выращивать еду на неблагоприятной поверхности Луны все же возможно.
В конце концов, выращивать еду на земном спутнике можно и в специальных капсулах. Во всяком случае, так заявляет, например, компания Interstellar Lab, которая занимается их созданием.
С 2023 г. компания проводит испытания специальных футуристических теплиц, где выращивает растения в условиях микрогравитации и изучает влияние на них неблагоприятной среды. В 2025 г. Interstellar Lab планирует переместить эксперименты на МКС на околоземной орбите, а в 2027 г. — на Луну. А нам остается только ждать и наблюдать.
Не является индивидуальной инвестиционной рекомендацией | При копировании ссылка обязательна | Нашли ошибку - выделить и нажать Ctrl+Enter | Жалоба