В новой статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy, представлены дополнительные доказательства наличия значительного количества воды вблизи поверхности Луны. Это потрясающая новость для перспектив создания лунной базы, особенно с учетом того, что НАСА планирует окончательно вернуться на Луну к 2020 году4.
Программа “Артемида” (“Артемида” – сестра-близнец “Аполлона”) планирует высадить первую женщину и следующего мужчину на поверхность Луны к 2024 году. Даже если они не уложатся в эти амбициозные сроки, они, вероятно, добьются успеха где-то в этом десятилетии. В отличие от проекта миссии Apollo “флаги и следы”, Artemis предназначена для длительного исследования Луны. Artemis будет использовать систему космического запуска, которая станет самой мощной ракетой в мире. На самом деле, самая мощная конфигурация SLS будет мощнее ракеты Saturn V. Это связано с тем, что SLS была спроектирована не только для возвращения на Луну, но и для того, чтобы быть достаточно мощной для полета на Марс, что является конечной целью.
Поверх SLS будет установлена капсула Orion, предназначенная для работы в глубоком космосе. “Орион” может вместить до четырех астронавтов и предназначен для многонедельных полетов. На борту будут установлены тренажеры, радиационная защита и система утилизации отходов. Когда они доберутся до Луны, у них будет новый лунный модуль, который в настоящее время находится в разработке. Но, в отличие от Apollo, НАСА также планирует построить Gateway – лунную орбитальную платформу для долгосрочного освоения и исследования Луны.
После первых миссий Artemis НАСА планирует создать базовый лагерь вблизи южного полюса Луны для долгосрочного пребывания на нем и исследования Луны. Почему именно южный полюс? На языке НАСА “полюса” могут содержать летучие вещества, способствующие выполнению миссии. Кроме того, “эти площадки могут также обеспечить длительный доступ к солнечному свету, прямую связь с Землей, уклон и неровности поверхности, которые будут менее опасны для спускаемых аппаратов и астронавтов”.
Под “летучими веществами, повышающими эффективность полета” в основном подразумевается вода. Доставлять материалы на Луну дорого и сложно, поэтому чем больше местных ресурсов мы сможем использовать, тем лучше. Вот в чем суть этого последнего исследования. Предыдущие исследования выявили признаки возможного наличия воды вблизи лунных полюсов. Как сообщают авторы:
Широко распространенная гидратация была обнаружена на поверхности Луны благодаря наблюдениям характерного поглощения на расстоянии 3 мкм тремя независимыми космическими аппаратами. Является ли гидратация молекулярной водой (H2O) или другими гидроксильными (OH) соединениями, неизвестно, и нет устоявшихся методов, позволяющих различать их в диапазоне 3 мкм.
Таким образом, они обнаружили, что это может быть вода, но также могут быть и другие химические вещества, содержащие OH. Это все еще может быть полезно, но вода была бы лучше. В новом исследовании ученые изучили лунную поверхность в диапазоне 6 мкм, который позволяет отличить молекулярную воду от родственных соединений ОН, и обнаружили, что воды много, но только в высоких широтах (то есть вблизи полюсов). Сколько воды?
Выступая во время виртуальной телеконференции, соавтор Кейси Хониболл, научный сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Мэриленде, сказал: “Количество воды в кубометре лунного грунта примерно эквивалентно 12-унционной бутылке воды”.
Согласно исследованию, первые несколько сантиметров лунного реголита “высохли”, но под ними находится много воды. Эта вода удерживается внутри ударного стекла – стекла, образующегося при столкновении метеоритов с поверхностью Луны. Поэтому его придется извлечь, но это не составит труда.
Все это делает полюса действительно привлекательными с точки зрения долгосрочной базы на Луне. Реголит также может быть использован в качестве строительного материала, чтобы мы могли возводить сооружения и добывать воду по мере необходимости. Конечно, хотя это и значительное количество воды, его не так много по сравнению с тем, что нужно людям для жизни, особенно если они также выращивают растения для употребления в пищу. Им потребуется довольно эффективно перерабатывать воду, что, опять же, не должно быть сложным в замкнутых условиях лунной базы.
Таким образом, на полюсах Луны есть все необходимое для оптимального расположения постоянной базы на Луне. Однако есть еще одна особенность, которая может идеально подойти для постоянной базы – лавовые трубы. Лавовая труба – это, по сути, пещера под поверхностью Луны, образованная древними потоками лавы, поднимающимися из недр Луны на поверхность. Высокая температура расплавила породу, превратив ее в сплошную стену, и, возможно, есть участки, которые остаются целыми и невредимыми. Иногда мы можем видеть на поверхности Луны места, где крыша лавовой трубы обрушилась вблизи поверхности, что потенциально обеспечивает доступ к трубе.
Одна из возможных лавовых трубок была обнаружена вблизи Северного полюса Луны, но я не видел никаких сообщений о таких трубках вблизи Южного полюса. Полярная лавовая трубка могла бы стать идеальным местом для лунной базы. Причина, по которой лавовая труба может быть полезна, заключается в том, что на Луне нет значительного магнитного поля или атмосферы, которые могли бы защитить поверхность от радиации или микрометеоритов. Любая база должна быть защищена для астронавтов, находящихся внутри. Лавовая труба находится глубоко под землей, обеспечивая естественную защиту. Из-за низкой гравитации на Луне они также огромны. По некоторым оценкам, лунные лавовые трубы могут достигать нескольких километров в поперечнике, что достаточно для размещения целых городов.
Кажется совершенно очевидным, что “летучие вещества” будут иметь решающее значение для долгосрочной жизнеспособности любой лунной резиденции, будь то исследовательская база или, в конечном счете, лунные поселения. Вода и кислород будут иметь решающее значение. Сначала их придется доставлять на Луну с Земли, но это длинная и дорогостоящая цепочка поставок. Если на поверхности Луны будет много воды, пусть даже только на полюсах, это может значительно повысить жизнеспособность такой базы. Но мне интересно, насколько это будет практично и обеспечит ли это достаточное количество воды для большого количества людей. Нам, вероятно, все равно придется доставлять много воды на Луну. Возможно, в конечном итоге мы также сможем добывать летучие вещества на астероидах и доставлять их оттуда на Луну. В конечном счете это может оказаться дешевле, поскольку вам не придется поднимать их из гравитационного колодца Земли (на что уходит большая часть энергии).
В любом случае, наличие значительного количества воды вблизи поверхности лунных полюсов является захватывающим открытием и действительно сулит хорошие перспективы для создания лунной базы.
