Acqua ed elio diventeranno le principali risorse della luna quando gli esseri umani finalmente decideranno di stabilire basi permanenti su di essa. Quali sfide dovranno affrontare?
Ora l'unico apparato terrestre sta viaggiando sulla luna. Lui è cinese. Come si trasformerà il paesaggio argenteo se inizierà una massiccia espansione e la Russia sarà visibile sul satellite terrestre?
Piantine ultraterrene
Il 3 gennaio 2019, il cinese Chang'e 4 è atterrato per la prima volta nella storia sull'altro lato della luna. Tutte le precedenti missioni, compreso l'atterraggio degli astronauti statunitensi, si sono svolte sul lato del satellite visibile dalla Terra. Gli obiettivi della missione sono gli esperimenti biologici e lo studio della superficie del "vicino".
Il primo successo dei cinesi, e immediatamente un risultato unico: sono riusciti a far crescere un germoglio di cotone. Naturalmente, i semi sono germogliati in un'apposita incubatrice a bordo del lander. Come notato dalla BBC, il problema principale non era fornire ai semi le sostanze necessarie per la crescita, ma mantenere un microclima: la temperatura sulla luna varia da -173 ° C a + 100 ° C o più. La pianta è vissuta per diversi giorni ed è morta durante una notte di luna - il lander non è in grado di mantenere il microclima a temperature inferiori a -170 ° C per più di 14 giorni. Inoltre, un'agenzia di stampa cinese ha riferito che la notte è stata più fredda del previsto, sebbene i dettagli non siano ancora disponibili.
La coltivazione di piante sulla Luna apre opportunità per la colonizzazione del satellite della Terra e di altri pianeti: risolveranno i problemi sia di rifornire la stazione di ossigeno che di restrizioni alimentari.
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Perché la luna?
L'oggetto più attraente per gli insediamenti a lungo termine al di fuori della Terra è il suo satellite naturale. In particolare, la Luna è unica in termini di espansione spaziale.
Lo capiscono tutti gli attori moderni dell'industria spaziale, dalla già citata Cina all'India con il suo progetto Chandrayaan-2 (il lancio è previsto per aprile di quest'anno), e ad Israele, la cui startup spaziale SpaceIL prevede di far atterrare il suo dispositivo sulla luna a febbraio, che lancerà nello spazio. razzo della compagnia Space X.
Ma la Luna è attraente non solo come terreno di prova per la tecnologia: le risorse disponibili ne fanno un trampolino di lancio per la conquista dello spazio. Prima di tutto, stiamo parlando dell'acqua e, in una prospettiva un po 'più lunga, dell'elio-3 (uno degli isotopi dell'elio).
L'elio-3 è una potenziale fonte di energia estremamente efficiente del futuro, quando l'umanità dominerà la fusione termonucleare controllata. Quindi, secondo i calcoli, sarà più economico estrarre questa sostanza sulla superficie lunare che sulla Terra (dove è estremamente scarsa), quindi lo sviluppo di questa risorsa può trasformare non solo la sfera spaziale, ma anche la vita sul nostro pianeta.
"Quando si scompone una molecola d'acqua, si ottengono ossigeno e idrogeno, che sono fondamentali sia per la respirazione che per la produzione di carburante per missili", spiega Michael Poston del Southwest Research Institute, USA, utilizzando l'acqua sul satellite terrestre. L'acqua sulla Luna è immagazzinata come ghiaccio, principalmente nelle calotte polari.
Regolith - lo strato superficiale a flusso libero del suolo lunare - contiene anche ossigeno, silicio, ferro, alluminio, magnesio, che possono essere separati mediante riscaldamento - per questo è possibile utilizzare concentratori di luce solare sotto forma di enormi specchi o lenti. Questa tecnologia ha dimostrato di essere efficace nei test sulla Terra, osserva Nature.
Inoltre, i lanci di veicoli spaziali dalla Luna sono più efficienti dal punto di vista energetico e, quindi, più economici: la gravità del satellite è solo il 17% di quella della Terra, inoltre, non è necessario superare la resistenza dell'aria a causa della mancanza di atmosfera.
Nuova casa
La costruzione anche di una struttura residenziale relativamente semplice sulla Luna, che è un avamposto dell'umanità su un satellite, richiederà il massimo delle risorse e misure senza precedenti. Il progetto di costruzione della base lunare si riduce a una serie di caratteristiche chiave: posizione, sicurezza, cibo.
- Un posto. Come nota la principale rivista scientifica Nature, ci sono due opzioni nella scelta di una posizione: stabilirsi all'equatore della Luna o al suo polo. Ciascuna delle opzioni offre le proprie capacità uniche. È più facile lanciare razzi dall'equatore e rimanere in contatto con la Terra, ma le notti lunari di due settimane metteranno a dura prova l'alimentazione della colonia. I pali, a loro volta, possono offrire ai coloni vicinanza al ghiaccio e quindi all'acqua, ma impongono difficoltà nel ricevere e lanciare veicoli a causa delle condizioni di scarsa illuminazione. Inoltre, la colonia al polo potrebbe avere problemi di comunicazione con la Terra.
- Sicurezza. I futuri abitanti della colonia dovranno non solo estrarre o portare risorse, ma anche combattere i pericoli che non si verificano sulla Terra e sulle orbite basse. Ad esempio, l'assenza dell'atmosfera e del campo magnetico porta ad un aumento della radiazione di fondo sulla superficie del satellite. In teoria, il rifugio sarebbe utile anche per fornire protezione dagli asteroidi. Pertanto, per la costruzione delle abitazioni, si propone di utilizzare la regolite - lo strato superficiale del suolo lunare - o di attrezzare la base in tubi di lava: cavità lasciate dopo l'eruzione di colate laviche da antichi vulcani. Tali tunnel possono raggiungere diversi chilometri di lunghezza e centinaia di metri di diametro. Uno di questi è stato registrato dal dispositivo indiano Chandrayaan nel 2010: la lunghezza è di circa 2 km, la larghezza è di 360 m.
- Cibo e risorse. Come atteso dagli autori dell'articolo su Nature e confermato dai cinesi sul lato "oscuro" della Luna, è del tutto possibile coltivare piante sul satellite terrestre. Oltre al cibo, le piante che verranno coltivate utilizzando la luce artificiale genereranno anche ossigeno per i futuri coloni.
In ogni caso, non ci sarà bisogno di parlare della completa autosufficienza delle colonie nei prossimi anni. Anche se la base lunare può dotarsi di tutto ciò di cui ha bisogno, la dipendenza della colonia dalla metropoli (Terra) continuerà in materia di afflusso di nuovi coloni e tecnologie.
La Russia rimarrà una potenza spaziale
La Russia nell'industria spaziale deve affrontare le sfide sia degli Stati Uniti che dei crescenti attori in quest'area: Cina, India, Giappone o Israele.
Tuttavia, andare "sulla luna" da soli è un compito estremamente difficile e al di là del potere anche delle principali potenze mondiali. La NASA intende collaborare con Roskosmos nella costruzione di una stazione lunare. Questo progetto potrebbe riempire il vuoto di cooperazione spaziale che potrebbe sorgere in caso di ritiro degli Stati Uniti dal progetto ISS. Si presume che già negli anni '20 del XXI secolo, gli americani saranno in grado di effettuare da soli la consegna degli astronauti alla Stazione Spaziale Internazionale - almeno per questo ci sono i progetti Crew Dragon di Elon Musk e Starliner di Boeing.
Ma Roscosmos ha qualche asso nella manica in più, finalizzato sia allo studio e alla padronanza della Luna che a oggetti più distanti nel Sistema Solare.
Secondo TASS, la Russia sta anche sviluppando un concetto per la sonda lunare Soyuz, che, come riportato dal capo di Roskosmos, Dmitry Rogozin, ha chiesto alla NASA di creare un secondo sistema di trasporto spaziale di backup per le missioni lunari.
Secondo RIA Novosti, Roskosmos all'inizio di febbraio ha determinato l'aspetto preferito del veicolo di lancio super pesante Yenisei per i voli verso il satellite terrestre. Questa opzione fornisce sei blocchi laterali con motori RD-171MV, oltre a un blocco centrale con motore RD-180.
"La rilevazione di acqua allo stato congelato sotto la regolite lunare nelle regioni polari porta lo studio della Luna a un nuovo livello", ha commentato Forbes le prospettive per l'esplorazione della Luna nel servizio stampa di Roscosmos.
Il programma di esplorazione del satellite terrestre russo include una serie di missioni autonome:
- Luna-Globe (Luna-25). Per testare le moderne tecnologie di atterraggio morbido. Il progetto è previsto per il 2019.
- Luna-Resurs-1 (OA), (Luna-26). Un orbiter per il rilevamento globale e l'esplorazione delle risorse lunari, che dovrebbe entrare in funzione nel 2021-2022.
- "Luna-Resurs-1" (PA), ("Luna-27"). Lander di grandi dimensioni per lo studio della regolite al Polo Sud di un satellite terrestre. Roscosmos prevede di lanciare il progetto nel 2022-2023.
Come si può vedere da questo elenco, la Russia (anche nei suoi progetti completamente “propri”, non internazionali) è finalizzata non solo allo studio fondamentale della Luna, ma anche all'esplorazione delle risorse di questo corpo celeste.
Momenti politici
La società statale ha ricordato un progetto congiunto con l'Agenzia spaziale europea - "ExoMars-2016". Nel 2020 è previsto il lancio della seconda parte del progetto ExoMars-2020: prevede la consegna su Marte di una piattaforma di atterraggio russa con a bordo un rover europeo. Roscosmos ritiene che la cooperazione con l'UE, così come la partnership con gli Stati Uniti sui programmi lunari, consentirà alla corporazione statale di "non perdere il momento" e di essere coinvolta nella costruzione della base lunare.
Chi possiede le risorse lunari in termini di diritto internazionale? Secondo il trattato internazionale del 1967 sullo spazio cosmico, nessuno stato può affermare la sovranità sui corpi celesti. Di conseguenza, lo stato di proprietà delle risorse estratte da tali organismi non è ancora chiaro.
Alcuni paesi, in particolare Stati Uniti e Lussemburgo, a livello legislativo hanno sostenuto i piani di società private per lo sviluppo delle risorse dei corpi celesti. La Russia e alcuni altri stati sottolineano il pericolo di questo approccio: temono una corsa per le risorse spaziali con la successiva militarizzazione dello spazio - un processo che potrebbe non ridurre tutte le aspirazioni a creare una base abitabile lunare, circumlunare o persino marziana.
