Üdvözöljük a Naprendszer gyarmatosítása sorozatunkban! Ma átnézzük az éghez legközelebb eső szomszédakat. Így van, pillantunk a Holdra!
Valószínű, hogy életünk során többször is hallottunk róla, sőt még van néhány saját gondolatunk is a témában. A világűrben működő űrügynökségek, a futuristák és a magánrepülőgépgyártók számára azonban a Hold kolonizációjának gondolata nem „ha”, hanem „mikor” és „hogyan” kérdése. Egyeseknek a Holdon való állandó jelenlét létrehozása a sors kérdése, másoknak a túlélés kérdése.
Nem meglepő, hogy az emberi település létrehozásának tervei megelőzik mind a hold leszállás, mind az űrversenyt. Az elmúlt évtizedekben ezek közül a planák közül sokat leszerelték és frissítették a holdkutatás megújult korszakának terveinek köszönhetően. Szóval mi lenne egy állandó emberi jelenlét létrehozása a Holdon, mikor történhet meg, és mi állunk szemben a kihívással?
Még mielőtt javaslatokat fogalmaztak meg a holdkóniákra vonatkozóan, a Holdon élő emberiség gondolatát széles körben vizsgálták a kitalálásban, példákon egy évszázadra nyúlva vissza. Ezenkívül már a XX. Század elején számottevő spekuláció történt arról, hogy a Holdot már őslakos életformák is lakhatják (hasonlóan ahhoz, amit a Marsról gondoltak).
Példák a fikcióra:
Az 1940-es és 1960-as évek között Robert A. Heinlein a tudományos fantasztikus író részletesen írta a Hold első útjairól és esetleges gyarmatosításáról. Ezek több, az 1940-es évektől származó rövid történetet tartalmaznak, amelyek leírják, milyen lenne az élet a „Luna” településein (a Heinlein általánosan használt nevét egy gyarmatosított holdra.
1966-ban Heinlein kiadta a Hugo-díjas regényt, A hold kemény szeretője, amely egy holdbüntető kolónia leszármazottainak történetét meséli el, amely a Földtől való függetlenségért küzd. Ez a történet széles körben elismerést kapott azért, mert a politikai kommentárokat olyan kérdésekkel kombinálta, mint az űrkutatás, a fenntarthatóság és a mesterséges intelligencia. Ugyanebben a munkában Heinlein fogalmazta meg a „TANSTAAFL” kifejezést - rövidítés a „Nincs ilyen dolog, mint egy ingyenes ebéd” rövidítésére.
1985-ben Heinlein kiadta A macska, aki a falakon sétál, ahol a könyv nagy része egy Szabad Lunán zajlik, miután megnyerte a függetlenségi harcot, és korábbi műveinek néhány szereplőjét tartalmazza.
A holdi gyarmatosítást a késői és nagy Arthur C. Clarke a fikcióban is felfedezte. Ez magában foglalta a novellát is Föld visszfénye a holdon (1955), ahol a Holdon lévő település a Föld közötti háború, valamint a Mars és a Vénusz közötti szövetség közepette találja magát. Ezt követte A Moondust bukása (1961), amely egy Hold-hajóval látja el a turistákat, amelyek a Moondust tengerébe süllyednek.
1968-ban Clarke együttműködött Stanley Kubrick rendezővel a tudományos fantasztikus film elkészítésében 2001: Egy űri Odüsszea, ahol a telek egy része egy amerikai holdi kolóniában zajlik, amelyet karanténba helyeznek, miután idegen eredetű tárgyat találtak a közelben. Clarke kifejtette ezt az új változatban, amelyet ugyanebben az évben adtak ki. A holdi kolóniát a Clarke ködében és a Hugo-díjas regényben is említik Rendezvous Rama-val (1973).
A nagy tudományos fenséges Ursula K. Le Guin 1971. évi regényében egy holdkolónia is szerepel A menny eszterga, amely 1972-ben elnyerte a Locus díjat a legjobb regényért és 1972-ben kétszer lett adaptálva a filmre (1980 és 2002). Egy alternatív valóságban a holdbázisokat 2002-ben hozzák létre, majd egy ellenséges idegen fajok támadják meg Aldebaranból (akik egy másik valóságban jóindulatúak).
1973-ban a késő és nagyszerű Isaac Asimov kiadta a regényt Maguk az istenek ahol a harmadik szakasz egy holdi településen zajlik a 22. század elején.A bolondok (1988), Kim Stanley Robinson (a Vörös Mars trilógia, 2312 és Hajnal) a Hold felszíne alatt munkára kényszerített rabszolgák bányászcsoportjai központjában lázadást indítanak.
Az Alastair Reynolds 1995-ös „Byrd Land Six” novellája megemlíti egy holdkolóniát, amelynek a gazdasága a hélium-3 bányászata körül helyezkedik el. 1998-ban Ben Bova kiadta Holdkelte és Moonwar, két regény, amelyek az amerikai vállalat által létrehozott holdbázisra összpontosítottak, és amelyek végül lázadnak a Föld ellen. Ezek a „Grand Tour” sorozat részét képezik, amelyek együttesen foglalkoznak a Naprendszer gyarmatosításával.
2017 - ben Andy Weir (a A marsi) megjelent Artemisz, egy regénykészlet egy holdvárosban, amelynek gazdasága a holdi turizmus körül épül. Nagy figyelmet fordítunk a holdi mindennapi élet részleteire, amely magában foglalja egy atomerőmű, egy alumínium olvasztó és egy oxigéntermelő létesítmény leírását.
Javaslatok:
A Holdon élő emberek legkorábbi példáját a 17. században John Wilkins püspök készítette. Az ő Új világról és egy másik bolygóról szóló diskurzus (1638) szerint azt jósolta, hogy az emberek egy napon megtanulják elrepülni és holdi kolóniát létrehozni. Részletes és tudományosan megalapozott javaslatok azonban csak a 20. században érkeznének.
1901-ben Wells H. G. írt Az első emberek a Holdon, amely az őshonos holdlakók (szeleniték) történetét meséli, és magában foglalja a valódi tudomány elemeit. 1920-ban Konstantin Tsiolkovsky (sokan üdvözölték, hogy „űrhajóslás és sziklakertészet atyja”) írta a regényt A Földön kívül. Ez a regény a Naprendszert gyarmatosító emberek történetét meséli el, és részletesen leírja, milyen lenne az élet az űrben.
Az Űrverseny kezdete az 1950-es években számos koncepciót és terveket javasolt a tudósok, mérnökök és építészek által. 1954-ben Arthur C. Clarke javaslatot tett egy holdbázis létrehozására, amely felfújható modulokból áll, és a Hold porába burkolják a szigetelést. A kommunikációt a felszíni felfújható rádióoszlop segítségével a helyszínen lévő űrhajósokkal tartják fenn.
Idővel egy nagyobb, állandó kupola épülne, amely algák alapú légtisztítóval, atomreaktorral és elektromágneses ágyúkkal támaszkodik a rakomány és üzemanyag eljuttatására az űrhajókba. Clarke 1955-es novellájával tovább vizsgálja ezt a javaslatot Föld visszfénye a holdon.
1959-ben az amerikai hadsereg tanulmányt indított
1959-ben John S. Rinehart - az akkori Colorado Bányászati Iskola Bányászati Kutatólaboratóriumának igazgatója - olyan holdszerkezetet javasolt, amely „képes úszni egy helyhez kötött por óceánban”. Ez válasz volt az akkor népszerű elméletre, miszerint vannak regolit óceánok, amelyek 1,5 km (egy mérföld) mélyen voltak a Holdon.
Ezt a koncepciót Rinehart „A holdépítés alapvető kritériumai” című tanulmányában vázolta fel A Brit Interplanetary Society folyóirat, ahol egy „úszó alapot” írt le, amely egy félhengerből áll, mindkét végén félkupolával és egy fenti mikrometeoroid pajzsmal.
1961-ben, abban az évben, amikor Kennedy elnök bejelentette az Apollo programot, az Egyesült Államok légierője titkos jelentést adott ki, amely az Egyesült Államok hadserege által a holdi katonai bázis korábbi értékelésén alapult. A Lunex projekt néven ismert terv a személyzet holdi leszállását szorgalmazta, amely végül 1968-ra a Holdon lévő földalatti légierő alaphoz vezet.
1962-ben John DeNike (a NASA fejlett programjainak programmenedzsere) és Stanley Zahn (a Martin Company Űrosztályának Lunar Basis Studies műszaki igazgatója) „Lunar Basing” című tanulmányt tett közzé. Koncepciójuk egy felszín alatti alap létrehozását szorgalmazta, amely a Nyugalom Tengerén helyezkedik el Apollo 11 küldetés.
Clarke javaslatához hasonlóan ez az alap a nukleáris reaktorok táplálására és az algalapú légszűrő rendszerre támaszkodik. Az alap 30 élőhelymodulból áll, amelyek hét lakóterület, nyolc működési terület és 15 logisztikai terület között oszlanak meg. az alap teljes mérete 1300 m² (14 000 ft²), amely 21 legénység tagjai számára alkalmas.
Az 1960-as években a NASA több tanulmányt készített, amelyek az Apollo Program küldetési architektúrájának (különösen a Saturn V rakéta és annak származékai). Ezek a tervek azt jelentették, hogy az űrállomás moduljait beépítik a Hold felületére, és a meglévő terveket és technológiákat használják a költségek csökkentése és a megbízhatóság biztosítása érdekében.
1963-ban, a 13. században A Hold- és Bolygófelfedezési Kollokvium folyóiratai, William Sims „A Holdbázis építészete” című tanulmányt készített. Tervezése szerint élőhelyet kellene építeni egy ütköző kráter fala alá, az űrhajókhoz közeli leszállómezővel. Az élőhely három emelet magas lenne
Ezek az ablakok lehetővé teszik a fény bejutását az élőhelybe, és víztartályokkal vannak szigetelve a sugárzás védelme érdekében. Az energiát a nukleáris reaktorok kellett biztosítani, míg az élőhely egy részét irodaterületek, műhelyek, laboratóriumok, lakóterek és egy farm biztosítására fordítják, hogy a legénység élelmeinek lehető legtöbb részét előállítsák.
De az Apollo korszak talán a legbefolyásosabb terve a két kötetes „Lunar Base Synthesis Study” volt, amelyet 1971-ben készített az észak-amerikai Rockwell repülőgépgyártó cég. A tanulmány elkészítette a Lunar Surface Bases (LSB) sorozatának koncepcionális tervét, amely egy keringő holdi állomással kapcsolatos kapcsolódó tanulmányból származik.
Az utóbbi években több űrügynökség készített javaslatot kolóniák építésére a Holdon. 2006-ban Japán bejelentette egy holdbázis terveit 2030-ra. Oroszország 2007-ben hasonló javaslatot tett, amelyet 2027-32 között építenek. 2007-ben Jim Burke a franciaországi Nemzetközi Űrtudományi Egyetemen egy Hold-Noé bárkájának létrehozását javasolta annak biztosítása érdekében, hogy az emberi civilizáció túléli a kataklizma eseményét.
2014 augusztusában a NASA képviselői találkoztak az iparági vezetőkkel, hogy megvitassák a Hold-bázisnak a sarki régiókban 2022-ig történő építésének költséghatékony módjait. 2015-ben a NASA kidolgozta a Hold telepítésének koncepcióját, amely a robotmunkásokra (Trans -Formers) és heliosztatikumok, amelyek Hold hold déli sarkvidéke körüli hold települést hoznak létre.
2016-ban az ESA vezetője, Johann-Dietrich Wörner javaslatot tett egy nemzetközi falu létrehozására a Holdon, mint a nemzetközi űrállomás utódját. E falu létrehozása ugyanazon ügynökségek közötti partnerségekre támaszkodik, mint az ISS, valamint a kormányok és a magánérdekek közötti partnerségekre.
Kihívások:
Magától értetődik, hogy a holdi kolónia létrehozása óriási elkötelezettség lenne idő, erőforrások és energia szempontjából. Míg az újrahasznosítható rakéták és más intézkedések fejlesztése csökkenti az egyes indítások költségeit, a hasznos rakományok Holdra küldése továbbra is nagyon drága vállalkozás - különösen akkor, ha több nehéz rakéta indulására lenne szükség.
Arról van szó, hogy sok olyan természeti veszélyről van szó, amelyek olyan testben élnek, mint a Hold. Ide tartoznak a hőmérsékleti szélsőségek, ahol a Nap felé néző oldal 117 ° C (242 ° F) magas, míg a sötét oldal -43 ° C (-46 ° F). A holdfelület nagy részét meteoroidok és mikrometeoroidok hatásai is ki vannak téve.
A Hold olyan légkörben is érzékeny, gyakorlatilag vákuumban van. Ez annak az oka, hogy miért megy át a Hold ilyen szélsőséges hőmérsékleteken, és miért ütik a felületet a ütések (azaz nincs atmoszféra, amelyen a meteorok kiéghetnek). Ez azt is jelenti, hogy minden településnek légmentesnek, nyomás alatt állónak és a külső környezettel szemben hőszigetelőnek kell lennie.
A légkör (valamint a magnetoszféra) hiánya azt is jelenti, hogy a felületet sokkal több sugárzásnak kell kitenni, mint amit a Földön megszoktunk. Ide tartoznak a napsugárzás, amely egy napenergia esemény során sokkal rosszabbá válik, és a kozmikus sugarak.
Lehetséges módszerek:
Az űrkorszak kezdete óta több javaslatot tettek arra, hogy hogyan és hol lehet egy holdkolóniát építeni. Különösen fontos a hely, mivel minden településnek bizonyos fokú védelmet kell nyújtania az elemekkel szemben. Ahogy a mondás mondja, az ingatlanügyben a három legfontosabb szempont: „hely, hely és hely”.
Ezért az évek során számos javaslatot tettek a holdi élőhelyek építésére olyan helyeken, amelyek lehetővé teszik a természetes védelmet és / vagy a szigetelést. Jelenleg ezek közül a legnépszerűbb a Dél-pólusú Aitken-medence, egy hatalmas ütközési terület a Hold déli sarkvidéke körül, amely erősen kráter.
Ennek a régiónak az egyik legfontosabb vonzereje az, hogy állandóan árnyékolt, ami azt jelenti, hogy sokkal stabilabb hőmérsékleteket él. Ezenkívül több misszió igazolta a vízjég jelenlétét a régióban, amelyet meg lehetne szedni, hogy mindent hidrogénből (vagy
Ezen túlmenően a Hold kolonizálására tett minden kísérletnek olyan technológiákat kell kihasználnia, mint az adalékanyagok gyártása (más néven 3D nyomtatás), a robotmunkások és a telepresence. Az alapot (vagy bázisokat) szintén el kell készíteni, és amennyire csak lehetséges, helyi erőforrások felhasználásával, az in situ erőforrás-felhasználásnak (ISRU) ismert módszerrel.
A NASA és az ESA évek óta vizsgálják ezt a koncepciót, és mindkettő saját módszereket dolgozott ki a holdi regolit és más erőforrások felhasználható anyagokká történő alakítására. Például 2013 óta az ESA együttműködik a Foster + Partners építészeti tervező céggel, hogy megtervezzék nemzetközi holdfalujukat.
Javasolt módszerük ennek az alapnak a felépítéséhez egy felfújható vázszerkezet felállítását foglalja magában, amelyet a Hold regolitból, magnézium-oxidból és egy kötő sóból készített beton formája fed le. A NASA hasonló módszert javasolt, amely felszólítja a robotmunkálatokat, hogy „szinterelt” regolithot használják a 3D nyomtatási alapokhoz. Ez abból áll, hogy a regolitot megolvasztják, miközben mikrohullámmal bombázzák azt, majd kinyomtatják, mint olvadt kerámia anyagot.
Más ötletek az élőhelyeknek a talajba építését és a felső szint elérését teszik lehetővé, amely hozzáférést biztosít a felülethez, és lehetővé teszi a természetes fény bejutását. Van még egy javaslat a holdi települések stabil lávacsövekbe történő építésére is, amely nem
Van még javaslat egy olyan szolenoid hold-bázisra is, amely saját sugárvédelmet biztosítana. Ezt a koncepciót Marco Peroni építőmérnök mutatta be a 2017. évi AIAA Űr- és Űrhajózási Fórumon és kiállításon, és átlátszó kupolákból áll, amelyeket nagyfeszültségű kábelek tóruszai zárnak le. Ez a torus aktív mágneses árnyékolást biztosítana a sugárzás ellen, és lehetővé tenné települések építését a felület bármely pontján.
A sarki régiók körüli jég bősége állandó telepítési forrást biztosít a telepeseknek iváshoz, öntözéshez, és akár üzemanyag és lélegző oxigén előállításához is felhasználható. Szigorú újrahasznosítási rendre lesz szükség annak biztosítása érdekében, hogy a hulladék minimális maradjon
Ezeket a komposztáló WC-ket kombinálhatják a holdregolittal, hogy létrejöjjön a növekvő talaj, amelyet azután öntözni lehessen helyben betakarított víz felhasználásával. Ez alapvető fontosságú lenne, ha a holdi gyarmatosítóknak nagy részét el kellene termelniük saját élelmükből, hogy csökkentsék a Földről rendszeresen küldendő szállítmányok számát.
A holdvíz energiaforrásként is felhasználható, ha a kolóniákat elektrolízis elemekkel látják el (ahol a vízmolekulákat hidrogénné és oxigénné osztják, és a hidrogént elégetik). Más energiaforrások lehetnek napenergia-elrendezések, amelyeket a kráterek pereme körül lehetne építeni, és az energiát a bennük lévő településekhez vezethetik.
Az űralapú napenergia bőséges energiát tudna szolgáltatni a holdi tájban lévő településeknek is. A nukleáris reaktorok szintén alternatíva, mint a fúziós (tokamak) reaktorok. Ez utóbbi lehetőség különösen vonzó, tekintettel arra a tényre, hogy a hélium-3 (a fúziós reaktorok energiaforrása) sokkal bonyolultabb a holdfelszínen, mint a Földön.
Lehetséges előnyök:
Igazságos, hogy a Naprendszerünkben található bármely égitestnél kolónia létrehozása komoly potenciális előnyökkel jár. Különösen előnyös lenne, ha kolónia lenne a Földhez legközelebbi égitestnél. Nemcsak képesek lennénk kutatásokat végezni, forrásokat kinyerni, és kihasználni az új technológiák előnyeit, ha a holdi bázisunk megkönnyítené a küldetéseket és a gyarmatosítási erőfeszítéseket más bolygókra és holdokra.
Egyszerűen fogalmazva: a Holdon lévő kolónia lépcsőként szolgálhat a Marsra, a Vénuszra, az aszteroidaövezetre és azon túl is. Azáltal, hogy a Hold felszínén és körüli pályán van olyan infrastruktúra, amely feltölti és javíthatja a Naprendszerbe távolabbi űrhajókat, milliárdokkal borotválkozhatnánk a mély űrkutatások költségeitől.
Ez az egyik oka annak, hogy a NASA tervezi egy űrállomás létesítését a Hold pályáján - a Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G), más néven. a Hold-átjáró, korábban Deep Space Gateway néven ismert. Ez az egyik oka annak is, hogy az ESA nemzetközi partnerrel együtt akarja építeni holdfalu. Kína és Oroszország ezen a ponton is fontolóra veszi saját felszíni vagy keringő pályafutását.
A holdkutatás szintén nagyon jövedelmező lenne. Az alacsony gravitációnak az emberi testre gyakorolt hatásainak tanulmányozásával az űrhajósok jobban felkészülnek a hosszú távú űrutazás, a Marsba történő kiküldetés és más testek hatásainak kezelésére, ahol az alacsony g tényező valóság. Ezek a tanulmányok elősegíthetik az utat a kolóniák felállításához ezen a testen.
A Hold túlsó oldala komoly lehetőségeket kínál mindenféle csillagászat számára. Mivel a Föld felé néz, a Hold legkülső része mentes a rádióinterferenciától, így a rádiótávcsövek számára kiemelkedő hely. Mivel a Holdnak nincs légköre, az optikai távcsövek tömbjei - mint például az ESO chilei nagyon nagy távcsöveje (VLT) - szintén mentesek lennének az interferenciától.
És akkor rendelkeznek olyan interferométerekkel - mint a LIGO és az Event Horizon Telescope (EHT), amelyek nagyobb hatékonysággal képesek lesznek megkeresni gravitációs hullámokat és fekete lyukakat képezni. Földtani tanulmányok is elvégezhetők, amelyek sokkal többet tárnak fel a Holdról és a Föld-Hold rendszer kialakulásáról.
A Holdon található erőforrások - például a hélium-3, valamint a különféle nemes- és ritkaföldfémek - bősége szintén lehetővé teheti az exportgazdaságot. Ezt segítené az a tény, hogy a Hold menekülési sebessége sokkal alacsonyabb, mint a Földnél - 2,38 km / s (1,5
De természetesen egyetlen holdgazdaság sem lenne teljes a hold turizmus nélkül. A felszínen lévő kolónia, valamint a pályára kerülő infrastruktúra révén a Holdra történő rendszeres látogatások költséghatékonyak és akár jövedelmezőek lesznek is. Nem nehéz elképzelni, hogy ez mindenféle szabadidős tevékenység megszervezéséhez vezethet - kezdve az üdülőhelyeken és a kaszinókban a múzeumokig és az egész felszíni expedíciókig.
Megfelelő elkötelezettséggel az erőforrások, a pénz és a munka szempontjából - nem is beszélve néhány komoly kalandos lélekről! - Lehet, hogy valamikor szeléniek lennének (vagy Heinlein „Loonies” -nak hívták őket).
Sok cikket írtunk a hold kolonizációról itt a Space Magazine-ban. Íme Paul Spudis fenntartható és megfizethető holdbázisának terve, miért állítsa először a holdot ?, Az stabil lávacső potenciális emberi élőhelyet biztosíthat a Holdon, és az ESA nemzetközi falu felépítését tervezi ... A Holdon !.
További információkért nézze meg négy részből álló sorozatunkat, az „Holdbázis kiépítése”:
- Holdbázis építése: 1. rész - Kihívások és veszélyek
- Holdbázis építése: 2. rész - Élőhely-koncepciók
- Holdbázis építése: 3. rész - Szerkezeti tervezés
- Holdbázis építése: 4. rész - Infrastruktúra és közlekedés
Ha meg szeretné tekinteni, milyen lehet az élet és a munka a Holdon, nézd meg Mi a Hold bányászat ?, és ez fontos! A hallgatók kitalálják, hogyan lehet sört készíteni a Holdon.
A Csillagászat Szereplőknek is vannak kedves epizódjai a témában. Itt van a 115. epizód: A hold, 3. rész: Visszatérés a holdra.
Forrás:
- NASA - a Föld holdja
- NASA - Hold a Mars felé
- NASA - Mi az Artemis?
- Wikipedia - A hold kolonizációja
- ESA - Hold-bázis építése 3D nyomtatással
- PSRD - A Hold, a Mars és az aszteroidák bányászata
- PSRD - Kozmokémia és emberi kutatások
- NASA - Lunar Base Synthesis Study - Vol. Én és Vol. II
- LPI - Holdbázisok és űrtevékenységek a 21. században
- Csillagászat - Moon Village: Az emberiség első lépése egy holdkolónia felé?
