Šalčiausios žemės ir netoliese esančios vietos nestovi arti mėnulio nakties temperatūros - ir labai sunku sukurti bazę, kuri galėtų apsaugoti naujakurius nuo tokios temperatūros. Daugelį dešimtmečių mintis kolonizuoti Mėnulį jaudino mokslininkus ir toliaregius. Televizorių ekranuose ir monitoriuose pasirodė įvairios mėnulio kolonijų sampratos.
Galbūt mėnulio kolonija bus kitas logiškas žingsnis žmonijai. Tai yra artimiausias mūsų kaimynas žvaigždėse, nutolęs maždaug už 383 000 kilometrų nuo mūsų, o tai supaprastina išteklių palaikymą. Be to, mėnulyje yra helio-3 perteklius - idealus termobranduolinių reaktorių kuras, kurio Žemėje labai trūksta.
- „Salik.biz“
Nuolatinės mėnulio kolonijos maršrutas buvo teoriškai nubraižytas įvairiomis kosminėmis programomis. Kinija išreiškė susidomėjimą rasti bazę tolimoje Mėnulio pusėje. 2015 m. Spalio mėn. Tapo žinoma, kad Europos kosmoso agentūra ir „Roscosmos“planuoja daugybę misijų į Mėnulį, kad įvertintų nuolatinių gyvenviečių apgyvendinimo galimybes.
Nepaisant to, mūsų palydovas turi daugybę problemų. Mėnulis vieną apsisukimą padaro per 28 Žemės dienas, o Mėnulio naktis trunka 354 valandas - daugiau nei 14 Žemės dienų. Ilgas naktinis ciklas reiškia reikšmingą temperatūros kritimą. Temperatūra pusiauju svyruoja nuo 116 laipsnių Celsijaus dienos metu iki -173 laipsnių naktį.
Mėnulio naktys bus trumpesnės, jei bazė bus prie Šiaurės ar Pietų ašigalio. „Yra daugybė priežasčių statyti tokią bazę prie stulpų, tačiau be saulės šviesos valandų reikia atsižvelgti ir į kitus veiksnius“, - sako Edmondas Trollope, „Telespazio VEGA Deutschland“kosminių operacijų inžinierius. Kaip ir Žemėje, prie polių gali būti labai šalta.
Prie mėnulio polių Saulė judės horizontu, o ne per dangų, todėl turėsite pastatyti šonines plokštes (sienų pavidalu), o tai apsunkins statybą. Didelis, plokščias pagrindas prie pusiaujo sukauptų daug šilumos, tačiau norint jį įgyti prie stulpo, jis turėtų augti aukštyn, o tai nėra lengva. „Turint tikslingą vietą, temperatūros skirtumus galima lengvai valdyti“, - sako Volckeris Meiwaldis, Vokietijos DLR aerokosmoso centro mokslininkas.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Didelis temperatūrų svyravimas dienos ir nakties cikle reiškia, kad Mėnulio bazės turės būti aprūpintos ne tik pakankama izoliacija nuo užšalusio šalčio ir stulbinančios šilumos, bet ir susidoroti su šiluminėmis įtampomis bei šiluminiu plėtimu.
Šiluminė apsauga
Pirmosios robotinės misijos į Mėnulį, kaip ir sovietinės Mėnulio misijos, buvo skirtos gyventi vieną mėnulio dieną (dvi Žemės savaites). NASA inspektoriaus misijų viršininkas galėjo atnaujinti darbą kitą mėnulio dieną. Bet dėl žalos komponentams naktį dažnai buvo užkirstas kelias gauti mokslinius duomenis.
Į to paties pavadinimo sovietinės kosminės programos mėnulio maršrutizatorius, kuris buvo vykdomas 60-ųjų ir 70-ųjų pabaigoje, buvo radioaktyvaus kaitinimo elementai su išradinga ventiliacijos sistema, leidžiančia transporto priemonėms gyventi iki 11 mėnesių. Mėnulio žygeiviai žiemoja naktį ir paleidžia su saule, kai tik bus saulės energija.
Viena galimybė išvengti didelių šiluminių svyravimų yra palaidoti pastatą mėnulio regolite. Ši miltelių pavidalo medžiaga, dengianti Mėnulio paviršių, pasižymi mažu šilumos laidumu ir dideliu atsparumu saulės spinduliams. Tai reiškia, kad jis turi stiprias izoliacines savybes, ir kuo gilesnė kolonija, tuo didesnė šiluminė apsauga. Be to, kadangi bazė įkaista ir mėnulio šiluma prastai perduodama dėl atmosferos trūkumo, tai sumažins tolesnį šiluminį stresą.
Nepaisant to, nors idėja „palaidoti“koloniją iš esmės buvo sėkmingai priimta, praktiškai tai bus nepaprastai sunki užduotis. „Dar nemačiau projekto, kuris galėtų tai sutvarkyti“, - sako Volckeris. "Jie turėtų būti robotizuotos konstrukcijos transporto priemonės, kurias galima valdyti nuotoliniu būdu."
Įterpti ar apdengti?
Kitas būdas, kuriuo buvo galima pasiekti norimą rezultatą, slypi pačioje žemėje. Penetratoriai, galintys prasiskverbti į paviršių smūgio metu, jau buvo pasiūlyti (bet mažesniu mastu) kelioms mėnulio misijoms, tokioms kaip Japonijos „Lunar-A“ir Didžiosios Britanijos „MoonLite“(projektas šiuo metu atidėtas, nors skverbimosi į žemę idėja buvo tokia įtikinama, kad ESA nusprendė naudoti greito pavyzdžių pristatymo analizei iš planetos ar mėnulio paviršiaus ir požeminio paviršiaus mechanizmo). Šios koncepcijos pranašumas yra tai, kad pagrindas yra palaidotas, o tai reiškia, kad prieš apsaugą jis bus veikiamas palyginti vidutinių šiluminių sąlygų.
Tačiau energijos tiekimas išliks, nes tipinis skverbties projektas siūlo tik labai ribotas saulės energijos galimybes. Taip pat yra didelių susidūrimų su pagreičio apkrovomis ir aukšto tikslumo, reikalingo važiavimui, problemų. „Susidūrimo jėgą, reikalingą struktūrai uždengti, bus labai sunku suderinti su būtinomis įgulos narių funkcijomis“, - sako D. Trollope.
Alternatyva tai būtų Mėnulio regolito užpilimas ant kolonijos, galbūt naudojant tokias mašinas kaip hidrauliniai ekskavatoriai. Tačiau norėdami tai padaryti efektyviai, turite greitai dirbti.
Jei mėnulio regolito negalima užpilti per koloniją, virš jo gali būti dedama daugiasluoksnės izoliacijos (MLI) kepurė, kuri padės išvengti šilumos išsiskyrimo. MLI termoizoliacinės medžiagos yra plačiai naudojamos erdvėlaiviuose, saugant jas nuo kosmoso šalčio.
Šio metodo pranašumas yra tas, kad jis leidžia naudoti saulės blokus energijai kaupti ir kaupti per dviejų savaičių mėnulio dieną. Bet jei nebus surinkta pakankamai energijos, reikės apsvarstyti alternatyvius energijos gamybos būdus.
Termoelektriniai generatoriai galėtų aprūpinti koloniją energija naktinio ciklo metu: nors jie yra mažai efektyvūs, tačiau jiems nėra problemų dėl priežiūros, nes jie neturi judančių dalių. Radioizotopiniai termoelektriniai generatoriai (RTG) pasižymi dideliu efektyvumu ir pasižymi labai kompaktišku kuro šaltiniu. Bet pagrindas turės būti apsaugotas nuo radiacijos, tuo pačiu leidžiant jam perduoti šilumą. Nuimamo radioaktyviųjų izotopų generatoriaus įrengimo logistika susiduria su problemomis: rizika bus visa, pradedant pakilimu iš Žemės ir nusileidus Mėnulyje, taip pat politinėmis ir saugumo problemomis.
Gali būti naudojami dalijimosi reaktoriai, tačiau su jais bus dar daugiau problemų, įskaitant tuos, kurie išvardyti aukščiau.
Ir jei bus sukurti termobranduoliniai reaktoriai, jie taip pat gali būti naudojami Mėnulyje, atsižvelgiant į helio-3 perteklių. Baterijos, tokios kaip ličio jonų akumuliatoriai, taip pat gali būti naudingos, jei per dviejų savaičių naktinį ciklą bus pagaminta pakankamai saulės energijos.
Yra idėja nakties ciklo metu stotį tiekti paviršiuje, naudojant orbitą kuriantį palydovą, kuris perduoda energiją per mikrobangas ar lazerį. Ši idėja buvo ištirta prieš 10 metų. Tyrimo metu nustatyta, kad didelėms mėnulio bazėms, kurioms reikia šimtų kilovatų energijos, tiekiamos iš orbitos 50 kilovatų galios lazeriu, retenė (antenos rūšis, konvertuojanti elektromagnetinę energiją į tiesioginę elektros srovę) bus 400 metrų skersmens, o palydove - 5 kvadratiniai metrai. kilometrų saulės baterijų. Tarptautinė kosminė stotis yra apie 3,3 kv. km saulės baterijų.
Nepaisant didelių sunkumų kuriant koloniją, kuri turės atlaikyti atšiaurų naktinį mėnulio ciklą, jie nėra neįveikiami. Turėdami tinkamą šiluminę apsaugą ir tinkamą elektros energijos generavimo sistemą ilgą dviejų savaičių naktį, per artimiausius dvidešimt metų galėtume turėti mėnulio koloniją. Ir tada mes galime pasukti žvilgsnį toliau.
