Для чего могли бы пригодиться обитаемые лунные базы кратко ответ астрономия
Обитаемые базы на Луне, перспектива освоения космоса.
Несмотря на приближённость к Земле, Луна оказалась ужасно трудным местом для посещения. Были затрачены годы…
Несмотря на приближённость к Земле, Луна оказалась ужасно трудным местом для посещения. Были затрачены годы и десятилетия на разработку проектов, планирование, но Луна до сих пор не освоена. Ни одна страна в одиночку не смогла довести программу постройки обитаемой базы на Луне до реализации.
База на Луне, уверенный шаг в космос
Очевидно, преимущества лунной колонии откроют широкие перспективы. Дом на Луне послужит первым шагом к обеспечению долговременного выживания человечества, к изучению и дальнейшему пути к освоению соседних планет нашей домашней систем. Это обеспечило бы плацдарм, с помощью которого можно улучшить космические технологии.
Лунная база позволила бы не только исследовать поверхность Луны и расширить наше научное понимание космоса, но и обкатать суть технологии освоения не подготовленных для жизни планет.
Согласитесь, гораздо удобнее прийти на тот же Марс с планом отработанных решений постройки поселений поблизости от домашней планеты, чем начинать масштабный проект практически с нуля на большом удалении.
Также на Луне можно развернуть эффективную постройку космических аппаратов, и задать экономический подъем для всего человечества – масса новых профессий и рабочих мест, что является хорошей перспективой на будущее.
Промышленность, экономика и объединение всех наций в одну расу «земляне» — все это веские причины, зовущие к постройке лунных поселений. Правда, ни одна из них не привела к созданию обитаемой лунной базы.
В прошлом веке были планы освоения: США в 1959 году проектировало создание лунного военного аванпоста, Советский Союз работал над проектом лунной базы в 1962 году. Жаль, что замечательные научные идеи ушли в поддержку холодной войны.
Совсем недавно планы НАСА почти приблизились к созданию сырьевых разработок на Луне, но видимо не оправдались. Как полагают аналитики, поселения на соседних планетах слишком ресурсоёмкие проекты, чтобы их можно было реализовать в полной мере силами одной страны.
ЛУННАЯ БАЗА, ВОПРОС ТЕХНОЛОГИЙ?
С точки зрения технологий человечество уже полвека имеет возможность путешествия на Луну. В прошлом было много беспилотных полетов, американские астронавты и вовсе прогуливались по Луне.
Вероятно, технологии не являются основным удерживающим фактором колонизации Луны и других объектов системы. Скорее всего большой минус в нашей разобщенности, разбивке на многочисленные страны, не способных в одиночку решать крупные задачи за пределами Земли.
Сегодня большинство экспертов признают: наши методы достижения Луны должны стать более экономичными и энергетически эффективными для содействия крупномасштабным операциям за орбитой Земли.
Это означает развитие улучшенного транспортного средства для крупных грузов. Совершенствование более дешевых кораблей для небольших экспедиций, таких как исследование на месте, тестирование технологий и отдельные эксперименты.
За минувший десяток лет экономика и политика ряда стран, имеющих выход в космос, на неопределенный срок отложили планы по созданию лунной базы. Недавно Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) обнародовало планы по созданию беспилотной лунной базы к 2020 году. Однако технология лунных космических аппаратов пока находится на уровне «бумаги».
Постройка лунных поселений открывает большой шаг человечества на пути путешествия к освоению пространства. Хотя сегодня мы лишь топчемся на месте, пытаясь в одиночку сразу колонизировать Марс. Время точно покажет, когда и как мы объединимся, чтобы отправиться в космос и поселиться на соседних планетах, и даже достигнуть миров других звездных систем.
Зачем нам база на Луне или астероиде?
Итак, можем ли мы покинуть Землю и начать строительство баз на Луне и астероиде? Все сводится к тому, что да, можем, но только при условии быстрой доставки ресурсов в место назначения. Но, как мы догадываемся, это весьма непростой и дорогостоящий процесс. С чего начать? Можем ли мы позволить себе это, учитывая непростой экономический климат? Ресурс Universe Today пообщался с Филиппом Мецгером, старшим физиком Космического центра Кеннеди NASA, который глубоко изучает эту тему. Он считает, что осваивать космос таким образом будет сродни тому, как путешественники исследовали Северную Америку.
Люди уже хотят строить города на Луне
Часть первая: полезные ресурсы
В своем интервью он излагает первые рациональные шаги, которые приведут человечество к заветной цели.
Есть мнение, что использование ресурсов на Луне, Марсе или астероидах будет дешевле, чем привозить все с Земли. В то же время есть определенные расходы, связанные с разработкой технологий для добычи ресурсов на месте, а также с отправкой всего оборудования, наряду с другими вещами. Как вы согласуете два этих варианта?
Космическая индустрия будет очень окупаемой, но понадобится много средств для ее запуска. Несколько лет назад я был расстроен, потому что не думал, что одних коммерческих интересов хватит, чтобы полностью запустить эту отрасль уже в нашем поколении, поэтому я задался вопросом, можем ли мы найти недорогой способ привлечь к этому мировые правительства (или филантропов, которые, возможно, не получили бы коммерческой выгоды). Просто начать, хотя бы потому, что развитие этой отрасли сулит серьезные социальные выгоды? Этим, в принципе, я и занимался последние несколько лет.
Как сделать базу на Луне?
Вместе с коллегами мы предлагаем подход самонастройки, поскольку он помогает решить проблемы высокой стоимости запуска и позволит человечеству в скорейшем времени пожинать плоды. Подход заключается в следующем: вместо того чтобы строить оборудование на Земле и отправлять его в космос, нужно отправить в космос ограниченный набор оборудования, небольшую часть того, что нам нужно. Мы можем отправить остальные производственные части с Земли и объединить их с теми, что сделаем в космосе. Со временем все это полностью реализует производственный потенциал в космосе.
Так колонии на Земле развивались самостоятельно, если не могли получать производственную помощь с альма-матер. Пилигримы, например, не привозили целые заводы из Европы на «Мэйфлауэре». Понадобились сотни лет, чтобы создать американскую промышленность, но с робототехникой и продвинутым производством, которые у нас есть сегодня, мы можем сделать все намного быстрее и по разумной цене. Мы составили небольшую смету и выяснили, что если небольшую часть годового бюджета, отведенного на космическую программу, выделять развитию космической индустрии, она будет построена за десять лет.
Я думаю, что важнее стоимости может быть только то, что с подходом самонастройки мы можем начать уже сейчас. Нам не нужно будет разрабатывать весь проект наперед. К тому же стоимость распределяется на длительный период, поэтому годовые расходы будут чрезвычайно малы. Кроме того, со временем мы можем усовершенствовать свою стратегию, изучать, что работает хорошо, а что не очень, и получать своевременный экономический выхлоп. Многие люди ищут способы получить мгновенную окупаемость работы в космосе, и я уверен, что наш проект точно должен дать им все, что нужно. К примеру, можно на месте разработать программу заправки коммуникационных спутников на геостационарной орбите. Такие методы будут приносить прибыль очень быстро, подпитывая сами себя в финансовом плане».
Проект космического города на Луне от SpaceX
Почему вы думаете, что Луна — хорошее место для начала разработок? С чего там можно начать? Как мы потом отправимся в остальную часть Солнечной системы?
Когда мы с коллегами работали, мы были сосредоточены по большей части на Луне из-за того, что в то же время NASA разрабатывало программу Constellation для создания лунного форпоста. Однако также возможно использовать околоземные астероиды для начала космической отрасли или и то и другое. В любом случае нам нужно начинать поближе к Земле. Это позволит содержать транспортные расходы на низком уровне на самом старте. Также это позволит работать с минимальной задержкой в радиосвязи, что важно на ранних этапах развития, когда робототехника не станет полностью автономной. В идеале такая промышленность будет полностью автоматизирована; мы хотим, чтобы роботы подготовили почву для людей.
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на нас в Яндекс.Дзен, чтобы не пропускать новые материалы!
Космическая промышленность
Тем не менее, если мы думаем, что на начальном этапе развития нам понадобятся люди — к примеру, для ремонта или устранения поломанного оборудования, или же для выполнения сложных задач, к которым роботы не приспособлены — тогда начать возле Земли было бы еще лучше. И Луна, и астероиды — замечательные места для начала развития космической промышленности. Теперь мы знаем, что на них есть вода, минералы, металлы, углерод для пластика и так далее. Я рад, что компании планируют развивать добычу полезных ископаемых в двух местах сразу, поэтому мы сразу и увидим, где работается лучше.
Еще одна причина начать поближе к Земле — ранняя экономическая окупаемость. В конце концов, когда все, включая космические корабли и заправочные депо, будет производиться в космосе автономными роботами, промышленность станет самоподдерживающейся и не будет требовать дальнейших вложений. Чтобы добраться до этой точки, нужны серьезные инвестиции, и их будет проще получить, если нам будет что показать. Что может выйти на окупаемость в краткосрочной перспективе? У меня есть список идей, на которых можно делать деньги в космосе, в нем 19 пунктов: некоторые из них безумные, некоторые не очень. Космический туризм; производство и продажа топлива для научных и исследовательских миссий NASA; возвращение металлов вроде платины для продажи на Земле; изготовление и продажа запчастей для других видов деятельности в космосе — список можно продолжать и продолжать.
Часть вторая: денежные затраты
Мы уже выяснили рациональную подоплеку создания внешнего форпоста, не в последнюю очередь по экономически привлекательным причинам. Теперь поговорим о стоимости.
Сколько стоит построить базу на Луне
В своей работе 2012 года вы уделили внимание вопросу развития «самоокупаемой и расширяющейся» промышленности на Луне, но не коснулись затрат на подготовку технологий и связанные с этим работы. Почему вы оставили эту оценку на потом? Как нам получить полное представление о расходах?
Как мы уже отмечали, наш анализ был очень сырым и предназначенным только для привлечения интереса к теме; возможно, другие присоединились бы к нам для того, чтобы составить более полный и реалистичный анализ. Интерес растет быстрее, чем я ожидал, поэтому, возможно, в скором времени мы начнем анализировать конкретные вещи, включая и расходы. Предыдущий анализ был сосредоточен на строительстве целых заводов и отправки их в космос. Основным вкладом нашей изначальной статьи было указать на то, что стратегия самонастройки имеет смысл. Она позволяет запустить намного меньше оборудования, чем нужно, в космос и позволит пожинать плоды почти на старте; таким образом, мы сразу поймем, как оптимизировать работу нашего оборудования, что будет работать хорошо, а что не очень.
Размещение на Луне постоянной базы может стать платформой для отправки человека на Марс
Разработать все от начала и до конца в цепочке поставок в космос просто невозможно. Даже если бы мы получили бюджет и попытались сделать это, мы бы обнаружили, что все работает не так, как нужно, когда отправили оборудование в космос. Слишком много вещей может пойти не так.
Эволюция в несколько этапов позволит нам проводить работу над ошибками, над каждым этапом. Таким образом, оригинальная статья обращала внимание общественности именно на новую стратегию для космической отрасли.
Теперь я могу дать вам очень грубую оценку стоимости, если хотите. Наша модель показала, что мы запускаем порядка 41 тонны оборудования на Луну, но они выливаются в 100 000 тонн, когда мы включаем все, что будет доделано по пути. Если 41 тонна — это верный расчет, тогда берем 41% стоимости Международной космической станции (это грубый расчет, она обошлась в 150 миллиардов долларов), поскольку она весит 100 тонн, и мы предполагаем, что тонна космического оборудования будет стоить одинаково в любой программе. Затем умножаем на четыре, потому что на каждые четыре тонны, запущенных на низкую околоземную орбиту, мы можем посадить одну тонну на Луну.
Возможно, здесь есть некоторая переоценка, потому что большая часть расходов на МКС пришлась на разработку конструкции, строительство, сборку и испытания перед запуском, включая стоимость самого полета шаттла. Оборудование для космической промышленности, в отличие от МКС, включает множество копий одних и тех же частей, поэтому стоимость разработки будет ниже, а поскольку на кону не будет человеческих жизней, они могут быть менее надежными, чем детали МКС. Стоимость запуска также снизится с появлением новых систем запуска в космос.
Кроме того, стоимость можно разделить еще на 3,5 в сырых расчетах, поскольку 41 тонна необходима только в случае, если промышленность будет создавать копии самой себя максимально быстро. Если мы хотим замедлить этот процесс и сделать только одну копию, тогда на Луну нужно будет отправить всего 12 тонн оборудования. Теперь мы можем вывести общую стоимость всего периода самонастройки, если возьмем 20, 30 или 40 лет для его завершения, разделим на количество лет и получим годовые расходы. В конечном итоге они выльются в минимальную долю годового бюджета NASA, ну и совсем в крошечную для общего бюджета США.
Окупаемость базы на Луне
Даже если мы умножим все расходы в 10 раз, мы все равно можем позволить начать делать это уже сегодня. И в расчетах не указана экономическая окупаемость, которую мы получим сразу после запуска космической промышленности. Всегда будут промежуточные способы получить прибыль, можно заправлять спутники и способствовать научным экспериментам. Этим могут заняться коммерческие компании или просто студенты, в рамках робототехнического соревнования. Возможно, мы сможем найти людей, которые просто ради своего удовольствия будут разрабатывать технологии и выполнять другие задачи вроде дистанционного управления роботами на Луне.
Возможно, более важным будет то, что технологии, которые мы будем разрабатывать — передовые роботы и производственные технологии — понадобятся нам и здесь, на Земле, в нашей экономике.
Так что нет ничего плохого в космической промышленности. Сплошные плюсы: студенты смогут получить лишнее образование, общество сможет способствовать экономическому или технологическому росту, дух времени нашей культуры обновится. Цивилизации гибнут, когда становятся старыми и усталыми, когда их энтузиазм уходит и они перестают верить в ценность того, что делают. Нужен ли нам позитивный вдохновленный мир, в котором все работают вместе на благо одного дела? Вот же он.
Думаю, нам с вами повезло жить в эпоху возвращения на Луну
Сегодня у нас есть меньшие компьютеры и возможность запуска CubeSat или других небольших спутников, ну или чего-то еще, что было недоступно несколько десятков лет назад. Сократит ли это стоимость доставки материалов на Луну для тех целей, которые нам интересны?
Большинство статей о запуске космической промышленности появились в 80-90 годы прошлого века, потому что именно тогда был всплеск развития этой сферы, который постепенно сошел на нет в последние десятилетия из-за сокращения финансирования. Изменения в технологиях с того момента действительно были колоссальны. Тогда ученые считали, что космическую колонию придется поддерживать по меньшей мере 10 000 человек, которым придется работать ради прибыли и самоокупаемости. Сегодня, благодаря развитию робототехники, нам практически не нужны люди для этого, что значительно снизит расходы.
Наиболее полное исследование на тему космической промышленности было проведено в 1980 году Исследовательским центром Эймса. Они первыми подняли идею полностью роботизированной космической промышленности. По их оценкам, роботы, работающие в шахтах, будут весить не меньше пары тонн. Но совсем недавно мы построили лунного горнодобывающего робота в Космическом центре Кеннеди, и весит он одну десятую тонну. Масса, по сути, уменьшилась в десять раз.
Однако взамен этому пришли тонкие технологии, которые будет сложнее производить на Луне. Первые поколения не смогут делать легкие металлические сплавы или электронику. Понадобится более сложная цепочка доставок. Первые поколения космической промышленности не будут ставить перед собой цель сделать вещи лучше; они просто будут делать простые вещи. По мере развития цепочек доставки космическая промышленность достигнет земной сложности в производстве. Но все это время мы будем отправлять сложнейшие и сложнопроизводимые вещи с Земли. Таким образом, достижения, которых мы добились с 1980-х годов, только частично компенсируют сложность производства. Но однозначно снизят стоимость поставок на старте.
uCrazy.ru
