Добре дошли отново към нашата текуща серия, „Окончателното ръководство за тераформиране“! Продължаваме с поглед към Луната, като обсъждаме как един ден може да се направи подходящ за обитаване на човека.
Още от началото на космическата ера учени и футуристи изследват идеята за трансформиране на други светове, за да задоволят човешките нужди. Известен като тераформиране, този процес изисква използването на техники за опазване на околната среда, за да се промени температурата, атмосферата, топографията или екологията на планетата или луната (или всичко по-горе), за да се направи по-„подобен на Земята“. Като най-близкото небесно тяло на Земята, Луната отдавна се смята за потенциално място.
Всичко казано, колонизирането и / или тераформирането на Луната би било сравнително лесно в сравнение с други тела. Поради близостта си времето, необходимо за транспортиране на хора и оборудване до и от повърхността, ще бъде значително намалено, както и разходите за това. В допълнение, близостта означава, че извлечените ресурси и продукти, произведени на Луната, могат да бъдат прехвърлени на Земята за много по-малко време, а туристическата индустрия също би била възможна.
Лунна колонизация в художествената литература:
Темата за установяване на човешки селища на Луната е един от най-популярните скоби на научната фантастика. И докато по-голямата част от историите включват лунни селища, построени на повърхността, като се използват запечатани куполи или под повърхността, има някои примери, когато самата Луна е превърната в обитаема за хората среда.
Най-ранният известен пример е може би кратката история „La Journée d’un Parisien au XXIд siècle ”(„ Ден на парижанин в 21 век ”), написан от френския автор Октав Белард. Издадена през 1910 г., тази история включва постепенно създаване на атмосфера и аклиматизиране на растителността, за да се превърне Луната в светилище за застрашени видове и човешки колонисти.
През 1936 г. американският писател C.L. Мур написа Изгубен рай, един от няколкото романа, които се случват във нейната вселена „Северозападен Смит“, която се фокусира върху пилот на космически кораб и контрабандист, живеещи в колонизирана Слънчева система. В този роман тя представя Луната като някога плодородно място и описва как тя постепенно се превръща в безвъздушна пустош. През 1945 г. излиза британският романист и академик С. С. Люис Тази скрита сила, в която Луната (Сулва) е описана като дом на раса от крайни евгенисти.
Артър К. Кларк написа няколко романа и кратки истории, включващи лунни колонии между 50-те и 70-те години. През 1955 г. пише Земна, в което лунно селище е попаднало в кръстосания огън, когато избухва война между Земята и съюз между Марс и Венера. През 1961г. Падане на Moondust беше публикувано, където туристически крайцер (Selene) потъва в море от лунен прах.
През 1968 г. семинарният роман на Кларк 2001: Космическа одисея беше освободен, част от който се провежда на колонизирана Луна, където е открит мистериозен монолит (известен като Tycho Magnetic Anomaly, или TMA-1). Среща с Рама, издадена през 1973 г., също споменава за колонизирана Луна, която е част от политиката на Слънчевата система, известна като Обединените планети.
Робърт А. Хайнлайн също пише много за човешкото заселване на Луната. Един от най-ранните му беше The Rolling Stones (1952 г.), която се фокусира върху изключително семейство (Камъните), което живее на заселена Луна, но решава да напусне, за да изследва Слънчевата система. През 1966 г. той издава романа с награди Хюго Луната е сурова господарка, в която голяма подземна лунна колония доставя на Земята храна и минерали.
Населението, известно като „Луни“, са предимно потомци на осъдени (особено политически затворници), които живеят под земна администрация. С помощта на изкуствен интелект група търсещи независимост стартира бунт и изтръгва своята независимост от Земята. Трета вноска, Котката, която мина през стени (1985) се провежда на Свободна Луна няколко години по-късно.
През 1988 г. Ким Стенли Робинсън освобождава Лунатиците, която се занимава с група поробени миньори, принудени да работят под лунната повърхност, които стартират бунт. И в кратката история „Byrd Land Six“ (2010) британският автор Alastair Reynolds описва колония на Луната, която се основава около добиването на хелий-3. Списъкът продължава, с буквално стотици (ако не и хиляди) примери за хора, живеещи на Луната в близко и далечно бъдеще.
Проучване на лунното селище:
През последните няколко десетилетия са отправени множество предложения за изграждане на колония (или колонии) на Луната. Повечето са възникнали с настъпването на космическата ера и програмата на Аполон. И в по-последните години, с предложения за връщане на Луната до 2020 г., се поднови интересът към създаването на постоянно населено място. Има обаче някои научни предложения, които предхождат 20-ти век.
Например през 1638 г. епископ Джон Уилкинс - английски духовник, натуралист и член на Кралското общество - пише Дискурс относно нов свят и друга планета, в която той предсказа човешка колония на Луната. Известният руски учен за ракети и космонавтики Константин Циолковски (1857-1935) - който пръв предложи концепцията за космически асансьор - също предполага, че лунното селище ще бъде основна стъпка в човечеството да стане космически вид.
Към 1950-те и 60-те години предложенията започват да се заснежават със създаването на програмата Аполон, където плановете за поставяне на астронавти на Луната естествено водят до идеи за създаване на постоянни бази и дори населени места там. През 1954 г. Артър К. Кларк предложи да се създаде лунна основа с помощта на надуваеми модули, които след това да бъдат покрити с лунен прах за изолация.
Първоначалното заселване ще включва астронавти, изграждащи иглу подобни структури и надуваема радио мачта, която ще бъде последвана от установяване на по-голям, постоянен купол. Предложението му също призова за пречистване на въздуха, осигурено от филтър на основата на водорасли, ядрен реактор за осигуряване на мощност и електромагнитни оръдия (т.е. масови водачи), които изстрелват товари и гориво към междупланетни кораби в космоса.
През 1959 г. Джон С. Ринехарт - директорът на минно-изследователската лаборатория в школата на мини в Колорадо - публикува предложение, озаглавено „Основни критерии за изграждане на луна“, в Списание на Британското междупланетно дружество. Тази концепция за „плаваща основа“ се състоеше от полуцилиндър с полу-куполи в двата края и микрометеороиден щит, поставен над основата. Тази концепция се основава на приетата тогава теория, че на Луната е имало океани от прах, които в някои райони са били дълбоки до километър и половина (1 мили).
През тази епоха се появиха и няколко плана за военни инсталации на Луната. Те включват Project Horizon (1959), план на американската армия за изграждане на укрепление на Луната до 1967 г. ВВС на САЩ също предлагат проекта Lunex през 1961 г., който предвижда създаването на подземна военновъздушна база на Луната от 1968.
През 1962 г. Джон Денейк (Програмен мениджър за напредналите програми на НАСА) и Стенли Зан (технически директор на изследванията на лунните басейни в космическия отдел на Мартинската компания) публикуват предложение, озаглавено „Лунен базинг“. Тяхната концепция изисква създаването на подповърхностна база, разположена в морето на спокойствието, която да разчита на ядрени реактори за захранване и система за филтриране на въздуха на базата на водорасли.
През по-последните години множество космически агенции имат изготвящи предложения за изграждане на колонии на Луната. През 2006 г. Япония обяви планове за лунна база до 2030 г. Русия направи подобно предложение през 2007 г., което ще бъде изградено между 2027-32. През 2007 г. Джим Бърк от Международния космически университет във Франция предложи да се създаде ковчег на Лунен Ной, за да се гарантира, че човешката цивилизация ще преживее катаклизмично събитие.
През август 2014 г. представители на НАСА се срещнаха с лидерите в индустрията, за да обсъдят рентабилни начини за изграждане на лунна база в полярните региони до 2022 г. През 2015 г. НАСА очерта концепция за лунно заселване, която да разчита на роботизирани работници (известна като Trans -Фермери) и хелиостати за създаване на лунно селище около южния полярен регион на Луната. И през 2016 г. Йохан-Дитрих Вьорнер, новият началник на ESA, предложи международно село на Луната за наследник на международната космическа станция.
Потенциални методи:
Когато става въпрос за тераформиране на Луната, възможностите и предизвикателствата много наподобяват тези на Меркурий. За начало на Луната има атмосфера, която е толкова тънка, че може да бъде посочена само като екзосфера. Нещо повече, летливите елементи, необходими за живота, са в недостиг (т.е. водород, азот и въглерод).
Тези проблеми биха могли да бъдат решени чрез улавяне на комети, които съдържат водни ледове и летливи вещества, и ги сриват в повърхността. Кометите биха сублимирали, разпръсквайки тези газове и водни пари, за да създадат атмосфера. Тези въздействия също биха освободили водата, която се съдържа в лунния реголит, която в крайна сметка може да се натрупа на повърхността, за да образува естествени водни тела.
Прехвърлянето на инерция от тези комети също би накарало Луната да се върти по-бързо, ускорявайки въртенето си, така че тя вече да не е фиксирана. Луна, която беше ускорена, за да се върти веднъж на оста си на всеки 24 часа, ще има постоянен дневен цикъл, което ще улесни колонизацията и адаптирането към живота на Луната.
Съществува и възможността да се образуват части от Луната по начин, който да е подобен на тераформиращия полярния регион на Меркурий. В случая на Луната това ще се случи в кратера Шекълтън, където учените вече са открили доказателства за воден лед. Използвайки слънчеви огледала и купол, този кратер може да бъде превърнат в микроклимат, където растенията могат да се отглеждат и да се създава дишаща атмосфера.
Потенциални предимства:
В сравнение с други планети и луни в Слънчевата система има няколко предимства за колонизиране и тераформиране на Луната. Най-очевидната е близостта му до Земята. В сравнение с Марс, Венера, Меркурий или външната Слънчева система, разходите и времето, необходимо за транспортиране на хора и материали до и от Луната, ще бъдат значително по-ниски.
В допълнение, бомбардировката на повърхността с комети може да осигури както атмосфера, така и импулс, необходим за въртене на планетата до подобен на Земята цикъл. В сравнение с планетите като Марс и Венера, за постигането на това ще са необходими и значително по-малко комети - приблизително 100 срещу няколко хиляди.
Наличието на воден лед в лунната почва и големите кеши около южната полярна област също биха позволили създаването на повърхностни води (след като се задейства парников ефект). Наред с кометите, бомбардиращи повърхността, това може да стане чрез въвеждане на метан и амоняк, които могат да бъдат събрани от Луната като Титан и Койперския пояс. Наблюдаването на усилията за терапиране също би било по-лесно благодарение на близостта на Луната и би изисквало далеч по-малко инфраструктура.
Междувременно колониите на Луната биха предложили множество предимства. Местната ресурсна база би предоставила възможности за използване на място на ресурсите, както и суровини, необходими за мисии по-дълбоко в космоса. Например, тъй като Луната е подобна по състав на Земята, тя има достатъчно запаси от минерали, които биха могли да бъдат добивани за използване обратно на Земята. Лунният реголит, добит от повърхността, може да бъде използван за създаване на радиационна екраниране и куполни селища на повърхността.
Снабдяването на Луната с воден лед, който е особено обилен в южния полярен регион, също би послужил за постоянен източник на вода за колонистите. Хелий-3 може лесно да бъде добит, тъй като той е в изобилие в горния слой на лунния реголит за използване в термоядрени реактори, осигурявайки чиста и постоянна доставка на енергия както за лунните колонии, така и за Земята.
Лунната база също може да служи като точка за спиране на мисии по-нататък в Слънчевата система. НАСА изчисли, че създавайки лунна застава, която би могла да използва местна вода за създаване на водородно гориво, биха могли да бъдат спестени милиарди долари. Такъв аванпост също би бил присъща инфраструктура, когато става въпрос за монтиране на командировани мисии до Марс и за изграждането на марсианско селище.
По-ниската гравитация на Луната и скоростта на бягство също означават, че мисиите, стартирани от Луната, ще изискват далеч по-малко гориво за достигане на космоса. Същото предимство би могло да позволи изграждането на масов шофьор, лунен асансьор или други проекти, които се считат за твърде скъпи или предизвикателни за изграждане на Земята. Такава структура би намалила разходите за преместване на материали и сателити (като космически масиви за слънчева енергия) още по-евтино.
Не на последно място, създаването на лунно селище също би могло да даде ценна информация, особено за дългосрочните ефекти от живота в среда с ниска гравитация. Тази информация би се оказала полезна за създаването на постоянна база на Марс или други тела на Слънчевата система, където гравитацията на повърхността е по-малка от 1 г.
Наличието на стабилни лунни лава тръби, които са достатъчно големи, за да приюти цели градове, също е предимство. Тези подземни среди могат да бъдат под налягане за създаване на дишаща атмосфера и да осигурят естествено екраниране срещу слънчева радиация.
Потенциални предизвикателства:
Тераформирането на Луната също е изпълнено с нейния дял от предизвикателства. От една страна, събирането на комети и / или льодове от външната Слънчева система ще изисква инфраструктура, която все още не съществува и би била много скъпа за създаване. По принцип стотици космически кораби ще са необходими за извличане на всички ресурси и те ще трябва да бъдат оборудвани със задвижващи системи, които биха могли да направят пътуването за кратък период от време (които също все още не съществуват).
Въпреки че е известно, че продължителните периоди от време, прекарано в среда на микрогравитация, причиняват мускулна дегенерация и загуба на костна плътност, не е ясно какъв би бил ефектът от ниската гравитация за постоянните жители и децата, родени в такива среди. Предполага се, че наземните растения и животни могат да бъдат генетично проектирани да живеят в лунната среда, но не е ясно дали това би било успешно или не.
И разбира се, цената на всичко това би била астрономична и би изисквала ангажиране с много поколения предвид времето, необходимо за преобразуване на екологията на Луната. Поради това е малко вероятно някакви ангажименти, поети от правителство или международен орган, да могат да бъдат поддържани между едно поколение и следващо.
За една повърхностна колония има и много предизвикателства. Дългите лунни нощи (с продължителност 354 часа) биха означавали, че разчитането на слънчевата енергия ще бъде възпрепятствано на всяко място, различно от полярните райони. Освен това значителните колебания в температурата биха били нещо, което трябва да се изгради, за да издържат колонии. Слънчевата радиация също би била проблем във всяко населено място, разположено на повърхността.
Липсата на атмосфера увеличава шансовете повърхността да бъде ударена от комети и излагане на слънчеви изблици. Луната също преминава периодично през магнитния хвост на Земята, създавайки плазмен лист, който щрака по повърхността. От светлата страна, бомбардирането с електрони предизвиква отделяне на UV фотони и натрупване на отрицателен заряд от тъмната страна. Това може да бъде опасно за всякакви селища на повърхността.
Както беше отбелязано, някои от тези проблеми биха могли да бъдат решени чрез изграждане на селища под повърхността. Ако обаче се приеме, че тези селища разчитат на слънчевата енергия, те трябва да бъдат изградени близо до полярните райони, за да се възползват от почти вечната светлина в тези региони. Алтернативата ще бъде изграждането на термоядрени реактори, които биха могли да използват местен хелий-3. И тук също разходите и времето, необходими за изграждането на такова селище, биха били много високи.
За пореден път сме принудени да се запитаме защо, предвид всички предизвикателства, трябва да се предприеме такова начинание? В случая с Луната отговорът е доста прост. В този случай тераформирането и колонизацията може да се извърши по-евтино, по-лесно и за много по-малко време. Нещо повече, предимствата на човешкото присъствие на Луната са многобройни и включват някои доста доходоносни аспекти като събиране на хелий-3, извличане на луната, лунни слънчеви операции и дори създаване на лунна туристическа индустрия.
Но може би най-важното е, че човешкото присъствие на Луната (което ще наричаме Луна, ако и когато съществува такова) може лесно да послужи като стъпка към създаването на човешко присъствие на Марс, Венера и другаде в Слънчевата система. С наличието на съоръжения за осигуряване на зареждане, повторно снабдяване и ремонт, разходите за изпращане на кораби по-дълбоко в космоса ще бъдат намалени драстично.
Още една стъпка в стремежа да превърнем човечеството в междупланетна - и може би дори междузвездна - раса!
Написахме много интересни статии за тераформирането тук в сп. Space. Ето окончателното ръководство за тераформиране, трябва ли да преобразуваме Марс? Как да тераформираме Марс? Как да тераформираме Венера? И студентският екип иска да терраформира Марс, използвайки цианобактерии.
Също така, не забравяйте да проверите. Да, има вода на луната и вода на луната е издухана от слънчев вятър.
Имаме и статии, които изследват по-радикалната страна на тераформирането, като можехме ли да изграждаме Юпитер? Можем ли да изграждаме слънцето? Можем ли да изградим черна дупка?
За повече информация се консултирайте с лунната колонизация на НАСА - енергия и мощност и живот на Луната.
