Hornické lunární půda a led mohou být klíčem k přežití lidí na Měsíci

Kdybyste byl tento měsíc okamžitě transportován na Měsíc, jistě a rychle zemřete. Je to proto, že neexistuje atmosféra, povrchová teplota se pohybuje od pražení 130 stupňů Celsia (266 stupňů F) až po kostní chlazení mínus 170 stupňů Celsia (mínus 274 stupňů F). Pokud vás nedostatek vzduchu nebo děsivé teplo nebo zima nezabil, pak bude bombardování mikrometeoritem nebo slunečním zářením. Podle všeho není měsíc pohostinným místem.

Pokud však mají lidé zkoumat měsíc a potenciálně žít jeden den, budeme se muset naučit, jak se vypořádat s těmito náročnými podmínkami životního prostředí. Budeme potřebovat biotopy, vzduch, jídlo a energii, stejně jako palivo k tomu, aby rakety vrátily na Zemi a možná i další destinace. To znamená, že pro splnění těchto požadavků budeme potřebovat zdroje. Můžeme je buď přivézt s sebou ze Země - drahý problém - nebo budeme muset využít zdrojů na samotném měsíci. A to je místo, kde přichází myšlenka „využití zdrojů na místě“ nebo ISRU.

Viz také: Internet se zamiloval S novým videem NASA

Podpůrné úsilí o používání lunárních materiálů je touha vytvořit na Měsíci buď dočasné, nebo dokonce trvalé lidské osady - a je zde mnoho výhod. Například měsíční základny nebo kolonie by mohly poskytnout neocenitelný výcvik a přípravu na mise do vzdálenějších destinací, včetně Marsu. Rozvoj a využívání lunárních zdrojů pravděpodobně povede k velkému množství inovativních a exotických technologií, které by mohly být užitečné na Zemi, jak tomu bylo v případě Mezinárodní kosmické stanice.

Jako planetární geolog jsem fascinován tím, jak vznikly jiné světy a jaké lekce se můžeme naučit o formování a vývoji naší vlastní planety. A protože jednoho dne doufám, že osobně navštívím Měsíc osobně, zajímám se zejména o to, jak tam můžeme využít zdroje, aby lidský průzkum sluneční soustavy byl co nejekonomičtější.

In-situ využití zdrojů

ISRU zní jako sci-fi a zatím je to z velké části. Tento koncept zahrnuje identifikaci, extrakci a zpracování materiálu z lunárního povrchu a interiéru a jeho přeměnu na něco užitečného: kyslík pro dýchání, elektřinu, stavební materiály a dokonce i raketové palivo.

Mnoho zemí vyjádřilo obnovenou touhu vrátit se na Měsíc. NASA má k tomu mnoho plánů, Čína přistála v lednu na lunární dálnici na rover a teď má aktivní rover a mnoho dalších zemí má své památky na lunárních misích. Nutnost použití materiálů již přítomných na Měsíci se stává naléhavější.

Očekávání lunárního života je hnací silou inženýrské a experimentální práce, aby se určilo, jak efektivně využívat měsíční materiály na podporu lidského průzkumu. Například Evropská kosmická agentura plánuje přistát v roce 2022 na měsíčním jižním pólu kosmickou lodí, která bude vrtat pod povrchem při hledání vody a dalších chemikálií. Toto řemeslo bude obsahovat výzkumný nástroj určený k získání vody z měsíční půdy nebo regolitu.

Došlo dokonce k diskusím o těžbě a expedici helia-3 na Zemi, která byla uzamčena v měsíčním regolitu. Hélium-3 (neradioaktivní izotop helia) by mohlo být použito jako palivo pro fúzní reaktory k produkci obrovského množství energie při velmi nízkých nákladech na životní prostředí - ačkoli syntéza jako zdroj energie nebyla dosud prokázána a objem extrahovatelných jaderných zdrojů helium-3 není známo. Nicméně i přesto, že skutečné náklady a přínosy měsíčního ISRU zůstanou viditelné, je jen málo důvodů domnívat se, že značný současný zájem o těžbu měsíce nebude pokračovat.

Stojí za zmínku, že měsíc nemusí být zvláště vhodným místem pro těžbu jiných cenných kovů, jako jsou zlato, platina nebo prvky vzácných zemin. To je způsobeno procesem diferenciace, ve kterém relativně těžké materiály klesají a lehčí materiály stoupají, když je planetové těleso částečně nebo téměř úplně roztaveno.

To je v podstatě to, co se děje, když se třepe zkumavky naplněné pískem a vodou. Zpočátku je vše smícháno, ale pak se písek nakonec oddělí od kapaliny a klesá na dno trubky. A stejně jako pro Zemi je většina měsíčního inventáře těžkých a cenných kovů pravděpodobně hluboko v plášti nebo dokonce v jádru, kde je v podstatě nemožný přístup. Skutečně je to proto, že menší subjekty, jako jsou asteroidy, obecně nepodléhají diferenciaci, že jsou to takové slibné cíle pro průzkum a těžbu nerostných surovin.

Lunární formace

Měsíc má totiž zvláštní místo v planetární vědě, protože je to jediné další tělo ve sluneční soustavě, kde lidé ustoupili. Program NASA Apollo v šedesátých a sedmdesátých letech minulého století viděl celkem 12 astronautů, kteří se pohybovali, odrazili se a pohybovali se po povrchu. Vzorky rocku, které přinesli zpět, a experimenty, které tam zanechali, umožnily větší pochopení nejen našeho měsíce, ale toho, jak se planety vytvářejí obecně, než by bylo možné jinak.

Od těchto misí a dalších během následujících desetiletí se vědci o měsíci dozvěděli hodně. Namísto růstu z oblaku prachu a ledu, jak to dělaly planety ve sluneční soustavě, jsme zjistili, že náš nejbližší soused je pravděpodobně výsledkem obrovského dopadu mezi protozemí a objektem velikosti Marsu. Tato kolize vyhodila obrovský objem trosek, z nichž některé se později spojily do měsíce. Z analýz měsíčních vzorků, pokročilého počítačového modelování a porovnání s jinými planetami ve sluneční soustavě jsme se dozvěděli mezi mnoha dalšími věcmi, že kolosální dopady by mohly být pravidlem, ne výjimkou, v počátcích tohoto a dalších planetárních systémů.

Provádění vědeckého výzkumu na Měsíci by přineslo dramatické zvýšení našeho chápání toho, jak náš přirozený satelit vznikl, a jaké procesy fungují na povrchu a uvnitř povrchu, aby vypadalo tak, jak to dělá.

Příští desetiletí slibují novou éru průzkumu měsíce, kde lidé žijí po delší dobu, což umožňuje těžba a využívání přírodních zdrojů měsíce. S pevným a rozhodným úsilím se pak měsíc může stát nejen domovem budoucích průzkumníků, ale i dokonalým odrazovým můstkem, z něhož bude možné podniknout další obrovský skok.

Tento článek byl původně publikován na The Conversation Paul K. Byrne. Přečtěte si originální článek zde.