Mjesečevi rudari posebno su likovali ovog tjedna kada su znanstvenici rekli da su pronašli uvjerljive dokaze za vodeni led na površini Mjeseca. Tamo ima puno više leda nego što smo mislili, a sada točno znamo gdje leži. To može uvelike pojednostaviti buduće crpljenje vode.
Mnogo prije ovog otkrića znanstvenici su pokušavali pronaći bilo koju vodu koja bi se mogla skrivati na mjesečevoj površini. To je resurs koji će biti nevjerojatno vrijedan za buduće dugoročne misije na Mjesec, jer je voda ključna za život ovdje na Zemlji. Može se reciklirati u lunarnom staništu ili koristiti za piće ili kupanje. Također, uz njegovu pomoć bilo bi moguće uzgajati biljke potrebne za prehranu budućih lunarnih stanovnika.
Možda je najveća i najneposrednija upotreba mjesečeve vode u raketnom gorivu. Glavne komponente vode - vodik i kisik - dva su najvažnija materijala koja se koriste za proizvodnju raketnog goriva. A ako napravite raketno gorivo od vode na Mjesecu, bilo bi sjajno uštedjeti novac na ambicioznim misijama u svemiru. Zasad rakete koje napuštaju Zemlju moraju sa sobom nositi sve gorivo koje im je potrebno. No, koristeći se mjesečevim ledom, rakete bi se mogle puniti gorivom dok su u svemiru i doprijeti do daljnjih mjesta za manje novca.
Je li voda bolja od ulja?
"Ideja je stvoriti svojevrsni opskrbni lanac izvan zemlje za određene proizvode - posebno za vodu kao gorivo - kako bi se znatno olakšalo premještanje s jednog tijela na drugo u svemiru", kaže Julie Brisset. Znanstveni novak s svemirskog instituta Florida.
Isporuka nečega u svemir uvijek je skupa. Ako želite da vaš satelit izbjegne Zemljinu gravitaciju, trebat će vam puno goriva da biste ga izveli u orbitu. Zapravo, većina težine koju raketa nosi prilikom lansiranja dolazi iz goriva. I što dublje idete u svemir, potrebno vam je više goriva. Potrebno je više energije da se otrgnemo od gravitacije planeta. Stoga su misije u duboki svemir sve skuplje, jer je potrebna velika raketa i puno goriva.
Ali što ako biste, umjesto da uzimate gorivo na Zemlji, mogli napuniti spremnik gorivom koje je već u svemiru? Tada bi misije u duboki svemir postale svakodnevne poput putovanja iz jednog grada u drugi. "Zamislite samo da ste morali napustiti Denver, a usput nije bilo benzinskih crpki, a morali ste nositi benzin sve do New Yorka", kaže George Sowers, profesor u Colorado School of Mines i bivši potpredsjednik United Launcha. Savez. “Sve ovo definitivno nećete dobiti u autu. Morat ćemo uzeti prikolicu. " Zbog toga je ideja o mjesečevom razvoju toliko uzbudljiva za naš um. Voda na Mjesecu mogla se minirati, razbiti u raketno gorivo i transportirati u okolomjesečnu ili nisku zemljinu orbitu. Rakete ne trebaju biti velike da bi sa sobom nosile svo gorivo. Mogli su jednostavno pristati na benzinskoj crpki i natočiti gorivo za duga putovanja.
Promotivni video:
Prijevoz goriva s Mjeseca na druga mjesta u svemiru bit će mnogo jeftiniji od prijevoza sa Zemlje. Na Mjesecu, šestina Zemljine gravitacije, što znači da je potrebno manje energije za odvajanje od površine. Sowers je nedavno analizirao troškove prijevoza lunarnog goriva na različita mjesta u svemiru. Primjerice, isporuka mjesečeve vode u nisku Zemljinu orbitu jeftinija je od slanja sa Zemlje, iako je naš planet bliži. "Ako ćete ovo gorivo koristiti u niskoj Zemljinoj orbiti, ušteda će biti 20-30 posto ako umjesto zemaljskog koristite mjesečevo gorivo", kaže Sowers.
Znanstvenici desetljećima maštaju o pretvaranju mjesečeve vode u raketno gorivo, otkako su se pojavili dokazi o prikladnosti mjesečevih polova za razvoj leda. 1994. godine zajedničko istraživanje NASA-e i američke vojske pod nazivom Clementine pokazalo je da voda postoji u kraterima na Mjesečevim polovima. Ta mjesta nikada ne vide sunčevu svjetlost i nikad ne dosegnu temperature iznad -250 stupnjeva Fahrenheita. Otada je nekoliko misija na Mjesec potvrdilo da na tom području možda ima vode. NASA je 2009. ispustila svemirsku letjelicu LCROSS u krater na južnom polu Mjeseca kako bi vidjela koje će materijale udar izbaciti. Utvrđeno je da je ispuštanje 5% vode.
Međutim, studija objavljena ovog tjedna u PNAS-u pokazuje da bi neka područja Mjeseca mogla biti potopljena vodom. Znanstvenici sa Sveučilišta Hawaii i Sveučilišta Brown analizirali su podatke prikupljene indijskim aparatom "Chandranayan-1", koji je na Mjesec otišao 2008. godine. Koristeći jedan od zanatskih instrumenata, uspjeli su mapirati područja leda na Mjesecu mjereći reflektivnost vode. Također su skenirali ta mjesta u infracrvenoj svjetlosti i utvrdili da je voda poprimila oblik leda, a ne tekućine ili pare. Oni nisu samo potvrdili da je vodeni led prisutan na mjesečevoj površini, već da su neka područja na zemlji 20-30 posto leda. Ovisno o tome koliko duboko led ide ispod površine, bilo bi moguće mapirati gdje će se ekstrahirati komponente pogonskog goriva.
Skladište goriva u niskoj Zemljinoj orbiti otvara nove mogućnosti za misije u svemiru. Na primjer, mogao bi se izgraditi svemirski tegljač - raketa koja sjedi u svemiru, iznova i iznova puni gorivo i odvodi satelite do željenog odredišta. Sada sateliti, koji su lansirani u visoku orbitu, troše od šest mjeseci do godinu dana da bi se polako dizali više koristeći brodske motore. Za to vrijeme ne mogu raditi svoj posao i ne donose novac. No, s svemirskim tegljačem, sateliti bi se mogli rasporediti u nižim orbitama pomoću malih raketa, a zatim bi ih svemirski tegljač iskoristio za dovođenje satelita u željenu orbitu u samo nekoliko dana. To bi uštedjelo novac satelitskim operaterima: ne bi morali lansirati veliku raketu da bi svoj teret prebacili u svemir.i imali bi više vremena za rad sa svojim suputnikom.
Dakle, da, mjesečeva voda je hladna kao gorivo, ali neće biti lako započeti je iskopavati. Prvo, morate obaviti opsežno izviđanje. Zahvaljujući studiji PNAS, znanstvenici su u osnovi stvorili kartu koja pokazuje gdje tražiti najsočnija područja vodenog leda na Mjesečevim polovima. Sljedeći će korak biti slanje modula za slijetanje i rovera kako bi pronašli najbolja mjesta. Znanstvenici još ne znaju je li led u obliku bljuzge pomiješane s ledom ili u obliku čvrstih blokova pomiješanih s drugim površinskim materijalom. “Znamo dizajnirati opremu za vađenje. Jednostavno ne znamo koju bismo opremu koristili”, kaže Metzger.
Jedna je ideja iskopati lunarno tlo bagerom koji materijal šalje procesoru. Procesor odvaja led od tla tijekom postupka zagrijavanja i pomoću električne energije razbija vodu na osnovne sastojke. Tada se dobiveno gorivo koristi za pokretanje ostatka vode s Mjeseca u vozilu do skladišta goriva.
Naravno, sve će to biti skupo. "Sve se svodi na analizu troškova", kaže Metzger. "Je li jeftinije lansirati raketno gorivo sa Zemlje ili je jeftinije jednom lansirati opremu u svemir, a zatim je održavati i koristiti je za kontinuirano stvaranje raketnog goriva u svemiru?" Na temelju analize Metzgera, Brisséa i Sowersa zaključili su da bi trebalo deset godina da bi se uložilo u rudarstvo na Mjesecu kako bi se profitiralo. No budući da je rudarstvo na mjesecu rizičan posao, kapitalisti rizični kapital možda neće htjeti biti aktivno uključeni u taj posao.
Zbog toga tim sugerira da bi NASA trebala sufinancirati rani razvoj rudarstva. Stoga su vjerojatnije da će komercijalni ulagači biti partneri s uglednom agencijom koja može snositi neke troškove.
NASA neće pružati usluge investitorima: svemirska agencija sugerirala je da bi moglo biti potrebno do 100 metričkih tona goriva svake godine za punjenje svemirskih letjelica koje napuštaju mjesečevu površinu iz baze. Ako se sve ovo lansira sa Zemlje, trebat će oko 3,5 milijardi dolara godišnje. Ušteda od stvaranja mjesečevog goriva pojeftinit će misije na Mjesec i Mars. "Misije na Mars bile bi jeftinije, a sve što radimo i izvan Zemlje," kaže Sowers. Primjerice, korištenje mjesečevog goriva za punjenje raketa smanjilo bi trošak leta na Mjesec sa Zemlje za tri puta, rekao je Sowers. To je važno s obzirom na to da će NASA ponovno provesti ljudsku misiju na Mjesec.
Ilja Khel
