A holdbányászok ezen a héten különösen örültek, amikor a tudósok azt állították, hogy meggyőző bizonyítékokat találtak a Hold felszínén található jégre. Sokkal több jég van ott, mint gondoltuk, és most már pontosan tudjuk, hol fekszik. Ez nagymértékben leegyszerűsítheti a jövőbeni vízkivételt.
Jóval e felfedezés előtt a tudósok megpróbáltak olyan vizet találni, amely a Hold felszínén rejtőzhet. Ez egy olyan erőforrás, amely hihetetlenül értékes lesz a jövőben a Holdra irányuló hosszú távú küldetések szempontjából, mivel a víz elengedhetetlen az élethez a Földön. Újrafeldolgozható a holdi élőhelyen, vagy ivásra vagy fürdésre használható. Segítségével lehetővé válik a jövő holdi lakosok táplálásához szükséges növények termesztése is.
Talán a Hold vízének legnagyobb és azonnali felhasználása a rakéta üzemanyag. A víz fő alkotóelemei - a hidrogén és az oxigén - a rakéták üzemanyagában használt két legfontosabb anyag. És ha rakéta-üzemanyagot készít a Hold vízéből, nagyszerű lenne pénzt megtakarítani az űrben folytatott ambiciózus küldetésekre. Egyelőre a Földről távozó rakétáknak minden szükséges üzemanyagot magukkal kell vinniük. A holdjég használatával azonban a rakétákat az űrben tartózkodva tankolhatták, és kevesebb pénzért juthattak el messzebbre.
Jobb a víz, mint az olaj?
"Az ötlet egyfajta földön kívüli ellátási lánc létrehozása bizonyos termékek számára - különösen a víz mint üzemanyag számára -, hogy sokkal könnyebbé váljon az egyik testből a másikba való mozgás az űrben" - mondja Julie Brisset. Tudományos munkatárs, Florida Űrkutató Intézet.
Valamit az űrbe szállítani mindig drága. Ha azt szeretné, hogy műholdja elkerülje a Föld gravitációját, rengeteg üzemanyagra lesz szüksége, hogy pályára kerülhessen. Valójában a rakéta súlya a dobáskor üzemanyagból származik. És minél mélyebbre megy az űrbe, annál több üzemanyagra van szüksége. Több energiára van szükség a bolygó gravitációjától való elszakadáshoz. Ezért a mélyűrbe történő küldetések egyre drágábbak, mert nagy rakétára és sok üzemanyagra van szükség.
De mi lenne, ha ahelyett, hogy üzemanyagot venne a Földre, meg tudná tölteni a tartályt olyan üzemanyaggal, amely már a világűrben van? Ezután a mélyűrbe küldetés ugyanolyan hétköznapi jellegűvé válna, mint az egyik városból a másikba történő utazás. "Képzelje csak el, hogy ki kellett mennie Denverből, és útközben nem voltak benzinkutak, és egészen New Yorkig kellett szállítania a gázt" - mondja George Sowers, a Colorado Bányászati Iskola professzora és a United Launch volt alelnöke. Szövetség. - Mindezt biztosan nem fogja beültetni az autóba. Vennünk kell egy pótkocsit. " Éppen ezért a holdfejlődés gondolata annyira izgalmas az elme számára. A hold vize bányászható, rakétatüzelőanyagra bontható és kerületi vagy alacsony földi pályára szállítható. A rakétáknak nem kell nagynak lenniük ahhoz, hogy az összes üzemanyagot magukkal vigyék. Csak kiköthetnek egy benzinkúttal és tankolhatnak hosszú utakra.
Promóciós videó:
Az üzemanyag szállítása a Holdról az űr más helyeire sokkal olcsóbb lesz, mint a Földről. A Holdon a Föld gravitációjának hatodrésze, ami azt jelenti, hogy kevesebb energiára van szükség a felszínről való kijutáshoz. Sowers nemrégiben elemezte a Hold üzemanyagának különböző helyeken történő szállításának költségeit az űrben. A holdvíz alacsony földi pályára juttatása például olcsóbb, mint a Földről küldeni, bár bolygónk közelebb van. "Ha ezt az üzemanyagot alacsony földi pályán fogja használni, akkor a megtakarítás 20-30 százalék lesz, ha földi helyett holdi üzemanyagot használ" - mondja Sowers.
A tudósok évtizedek óta fantáziálnak arról, hogy a holdvizet rakétaüzemanyaggá alakítsák át, mióta bizonyíték van arra, hogy a holdoszlopok alkalmasak a jég fejlesztésére. 1994-ben a NASA és az amerikai hadsereg Clementine nevű közös tanulmánya azt mutatta, hogy a holdoszlopok krátereiben víz létezik. Ezek a helyek soha nem látják a Nap fényét, és soha nem érik el a -250 Fahrenheit fok feletti hőmérsékletet. Azóta a Holdra tett több misszió megerősítette, hogy víz lehet a környéken. 2009-ben a NASA egy kráterbe dobta az LCROSS űrhajót a Hold déli sarkán, hogy megnézze, milyen anyagokat dob ki az ütközés. Megállapították, hogy a kibocsátás 5% víz volt.
Egy, a héten a PNAS-ban közzétett tanulmány azonban azt mutatja, hogy a hold egyes területei vízbe merülhetnek. A Hawaii Egyetem és a Brown Egyetem tudósai elemezték az indiai "Chandranayan-1" apparátus által összegyűjtött adatokat, amely 2008-ban ment a Holdra. A vízi jármű egyik műszerével feltérképezhették a jég területeit a Holdon a víz visszaverődésének mérésével. Ezeket a helyeket infravörös fényben is átkutatták, és megállapították, hogy a víz jég formáját ölti, nem pedig folyadékot vagy gőzt. Nemcsak megerősítették, hogy a víz felszínén jég van a Hold felszínén, hanem azt is, hogy a föld egyes területein 20-30 százalékos a jég. Attól függően, hogy a jég milyen mélyen megy a felszín alá, feltérképezni lehetne, hogy a hajtóanyag alkatrészeit honnan vonják ki.
Az alacsony földi pályán lévő üzemanyag-raktár új lehetőségeket nyit meg az űrben történő küldetések számára. Például megépíthet egy űrhúzót - egy rakétát, amely az űrben ül, és újra és újra tankol, és a műholdakat a kívánt célba viszi. Most a magas pályára indított műholdak hat hónapról egy évre költenek, hogy lassan magasabbra emelkedjenek fedélzeti motorok segítségével. Ez idő alatt nem tudják elvégezni a munkájukat, és nem hoznak pénzt. Ám egy űrhúzással műholdas műholdakat lehetne alacsonyabb pályán elhelyezni kis rakéták segítségével, majd az űrhajó segítségével néhány nap alatt a műholdak a kívánt pályára kerülhetnek. Ez pénzt takarít meg a műholdas szolgáltatóknak: nem kellene nagy rakétát indítaniuk, hogy rakományukat az űrbe juttassák.és több idejük lett volna társukkal dolgozni.
Tehát igen, a hold vize hűvös, mint üzemanyag, de nem lesz könnyű elkezdeni bányászni. Először átfogó felderítést kell végeznie. A PNAS-tanulmánynak köszönhetően a tudósok lényegében elkészítettek egy térképet, amely megmutatja, hol keressük a vízi jég szaftosabb területeit a holdoszlopoknál. A következő lépés a leszálló modulok és a roverek elküldése lesz, hogy megtalálják a legjobb helyeket. A tudósok még nem tudják, hogy a jég jéggel kevert latyak, vagy más felületi anyaggal kevert szilárd tömb formájában van-e. „Tudjuk, hogyan tervezzük a kitermelő berendezéseket. Csak azt nem tudjuk, hogy milyen felszerelést használjunk.”- mondja Metzger.
Az egyik ötlet az, hogy a holdtalajt egy kotrógéppel ássák fel, amely anyagot küld egy processzorhoz. A processzor a fűtési folyamat során elválasztja a jeget a talajtól, és a vizet villamos energia felhasználásával alapvető alkotórészekre bontja. Az így keletkező üzemanyag egy részét a Hold többi vízének egy járműben történő eljuttatására használják az üzemanyag-raktárba.
Természetesen mindez drága lesz. "Mindez költségelemzésből áll" - mondja Metzger. "Olcsóbb rakétaüzemanyagot eljuttatni a Földről, vagy olcsóbb egyszer felszerelést az űrbe juttatni, majd karbantartani ezt a berendezést és felhasználni arra, hogy folyamatosan rakétaüzemanyagot hozzon létre az űrben?" Metzger, Brissé és Sowers elemzése alapján arra a következtetésre jutottak, hogy tíz évbe telik befektetni a Hold bányászatába a profit érdekében. De mivel a holdbányászat kockázatos üzlet, a kockázatitőke-befektetők nem akarják, hogy aktívan részt vegyenek ebben az üzletben.
Ezért javasolja a csapat, hogy a NASA társfinanszírozza a korai bányászati fejlesztéseket. Így a kereskedelmi befektetők nagyobb valószínűséggel állnak egy olyan jó hírű ügynökséggel partneri viszonyban, amely viseli a költségek egy részét.
A NASA nem nyújt szolgáltatást a befektetőknek: az űrügynökség javasolta, hogy évente akár 100 tonna üzemanyagra is szükség lehet az űrhajók üzemeléséhez, amelyek a bázisról elhagyják a Hold felszínét. Ha mindezt a Földről indítják, akkor hozzávetőlegesen 3,5 milliárd dollárra lesz szükség évente. A hold üzemanyag létrehozása révén megtakarítások olcsóbbá teszik a Holdra és a Marsra irányuló küldetéseket. "A Marsra való küldetés olcsóbb lenne, és minden, amit a Földön kívül is teszünk" - mondja Sowers. Például holdi üzemanyag használata rakéták tankolásához háromszorosára csökkentené a Földről a Holdra repülés költségeit - mondta Sowers. Ez fontos, tekintve, hogy a NASA ismét emberi küldetést fog végrehajtani a Holdon.
Ilya Khel