Moon Race: jak światowe moce przejmą satelitę Ziemi

Moon Race: jak światowe moce przejmą satelitę Ziemi

Zainteresowanie satelitą Ziemi, Księżycem, wznowiło wyścig kosmiczny w ciągu ostatnich kilku lat. Wiodące moce i nowicjusze w eksploracji kosmosu tworzą własne programy do badania księżyca. Jest kilka powodów – minerały, energia, dalsze eksploracje kosmosu i misje na Marsa. Galiya Prezydent GK Aliya Prokofieva opowiedziała konkretnie o HighText o krajowych programach eksploracji Księżyca, o powodach rozpoczętej rywalizacji i perspektywach dla ludzkości na naturalnym satelicie Ziemi.

Jeśli ktoś leci na Księżyc, oznacza to, że ktoś tego potrzebuje. I nie chodzi tylko o to, że to ciało niebieskie jest naszym najbliższym sąsiadem w kosmosie. Oprócz krótkiego dystansu siły kosmiczne mają bardziej pragmatyczne powody, by przydzielać ogromne budżety na programy księżycowe. Oto trzy najważniejsze z nich.

The Energy Tale

The Moon jest potencjalnym źródłem rzadkich lub praktycznie nieobecnych minerałów na Ziemi. Podstawą księżycowego regolitu jest tlen i krzem. Ponadto glin, żelazo, magnez i wapń występują w znaczących ilościach w swoim składzie, a tytan, wolfram, molibden, złoto i platyna w małych ilościach. Jest oczywiste, że na początkowych etapach eksploracji Księżyca nie jest opłacalne wydobywać skamieniałości, aby przenieść je na Ziemię. Jednak możliwe jest nawet użycie ich do przetwarzania na miejscu w celu stworzenia elementów infrastruktury baz księżycowych i statków kosmicznych.

Kolejną zaletą satelity na Ziemi jest obecność lodu wodnego znajdującego się w pobliżu biegunów. Dostarczanie księżycowej wody na Ziemię jest droższe, ale przyda się w procesie kolonizacji satelity. Może również służyć jako źródło wodoru – jednego z kluczowych składników paliwa dla silników rakietowych.

I na koniec helu-3. Jest zawarty w regolicie księżycowym i jest obecnie uważany za najbardziej obiecujące paliwo termojądrowe. Zasoby helu-3 na Księżycu, w zależności od metod oceny, mogą wynosić od 100 tysięcy do 2,5 miliona ton, ale nawet minimalna ilość wystarcza dla Ziemian przez długi czas: według specjalistów z Instytutu Geochemii i Chemii Analitycznej Rosyjskiej Akademii Nauk, aby w pełni zaspokoić roczne potrzeby ludności nasza planeta jest w energii, wystarczy 30 ton tego izotopu. Istnieją dodatkowe premie: w procesie stosowania helu-3 nie powstają "długowieczne" odpady radioaktywne.

Jednak, aby ta opowieść energetyczna się spełniła, trzeba rozwiązać kilka poważnych problemów. Pierwszym z nich jest brak technologii. Aby rozpocząć reakcję z udziałem helu-3, konieczne jest stworzenie temperatury około 1 miliarda stopni Celsjusza, a nasze możliwości są jak dotąd ograniczone do setek milionów. Jednak większość ekspertów z branży zgadza się, że osiągnięcie tego progu jest kwestią bliską czasu.

Druga przeszkoda, poziom helu-3 w regolicie księżycowym, wynosi około 0,01 g na tonę skały. Aby uzyskać notoryczne 30 ton izotopu, konieczne jest odgarnięcie co najmniej 300 milionów ton regolitu. Aby zrozumieć skalę: przez cały 2017 rok na Ziemi wydobywano 1,93 miliarda ton rudy żelaza. Wniosek jest oczywisty: teoretycznie zadanie jest wykonalne, ale jak dotąd nie jesteśmy w stanie tego zrobić. Wymagana będzie co najmniej jedna pełnowymiarowa stacjonarna baza i poważne urządzenia górnicze zdolne do działania w warunkach księżycowych

Optyczna wolność

Księżyc jest najbliższą nam bazą do zbadania innych obiektów kosmicznych i lotów do nich. Ponadto nie jest od nich oddzielona atmosferyczną przeszkodą. Z punktu widzenia astronomii nie można przecenić tej przewagi. Refrakcja, wymieranie, nieregularność dyspersji, turbulencja – te właściwości i zjawiska ziemskiej atmosfery uniemożliwiają teleskopom uzyskanie wiarygodnego obrazu o wysokiej rozdzielczości. Nawet umieszczenie obserwatoriów w obszarach górskich nie rozwiązuje problemu.


Refrakcja, załamanie – zmiana kierunku wiązki, która występuje na granicy dwóch mediów, przez które przechodzi ta wiązka, lub w tym samym medium, ale o zmiennych właściwościach, w których prędkość propagacji fale nie są takie same. Zjawisko załamania wyjaśniają prawa zachowania energii i zachowania pędu.

Wyginięcie to pochłanianie i rozpraszanie promieniowania elektromagnetycznego przez substancję znajdującą się w międzygwiezdnej przestrzeni między emitującym obiektem astronomicznym a obserwatorem. Został po raz pierwszy opisany przez Roberta Juliusza Trumplera w 1930 roku.


Atmosfera pozbawiona atmosfery jest automatycznie uwalniana od tych niedociągnięć. Umieszczenie teleskopu na powierzchni Księżyca pozwoli astronomom nie tylko uzyskać wyraźniejsze obrazy, ale także prowadzić obserwacje w zakresie podczerwieni i ultrafioletu. To nie przypadek, że amerykański startup Moon Express, jeden z przywódców prywatnej rasy księżycowej, uznał za priorytet dostarczenie kompaktowego teleskopu do naturalnego satelity Ziemi. Z punktu widzenia kosmonautyki brak atmosfery i niska grawitacja powodują, że Księżyc jest optymalną platformą startową dla misji dalekiego zasięgu.

Wystarczy przypomnieć kilka dobrze znanych faktów: dla Ziemi, pierwsza kosmiczna prędkość wymagana do doprowadzenia obiektu do niskiej orbity wynosi 7,9 km / s, dla Księżyca – 1,7 km / s. Druga przestrzeń, wymagana do opuszczenia orbity i pokonania przyciągania grawitacyjnego, wynosi odpowiednio 11,2 km / si 2,4 km / s. Proste obliczenia pokazują: aby wykonać te manewry, statek kosmiczny zaczynający się od Księżyca będzie potrzebował prawie sześciokrotnie mniej paliwa niż przy wystrzeliwaniu do ziemi. Rezultat: rozruch na Księżycu radykalnie zwiększy ładowność statku kosmicznego.

Księżyc jest jednocześnie przedmiotem i platformą do badań w celu stworzenia nowych materiałów, technologii i produkcji Ostatecznym celem jest stworzenie samowystarczalnych stacji mieszkalnych i obiektów przemysłowych na Księżycu. Głównym zadaniem na wczesnym etapie jest zapewnienie bezpieczeństwa baz księżycowych i zapewnienie im niezbędnych zasobów. Równolegle, kilka ziemskich laboratoriów pracuje nad technologiami spiekania regolitu księżycowego, co pozwoli stworzyć skuteczną ochronę przed promieniowaniem słonecznym i mikrometeorytami. Opracowano rozwiązania umożliwiające wydobywanie tlenu z ziemi księżycowej. Zaprojektowany do produkcji wysoko wydajnych ogniw słonecznych z "płuc pastwisk".

Jeśli mówimy o potencjale produkcyjnym naturalnego satelity Ziemi, eksperci przede wszystkim polegają na branżach, które potrzebują próżni, aby osiągnąć pożądane rezultaty. To rosnące kryształy, produkcja ultra-czystych stopów, mikro i nanoelektronika. Na Ziemi próżnia dla tych procesów musi być tworzona "ręcznie", podczas gdy na Księżycu ekstremalne rozrzedzenie atmosfery zapewnia ją "w formie gotowej".

Ponadto, w przyszłości logiczne jest przekazywanie szkodliwych produkcji z Ziemi na Księżyc. Korzyści są oczywiste: żadna atmosfera nie oznacza nic do zatrucia

Kalendarz księżycowy

Po ekscytującej konfrontacji USA i ZSRR w ubiegłym stuleciu, kiedy program Apollo przedstawił światu pierwszego człowieka na Księżycu, ten czas zniknął. Ale dziś znów jest w tym trend: siły kosmiczne konkurują ze sobą o nowoczesne programy badania i eksploracji Księżyca, a mniej doświadczeni gracze rynkowi nie pozostają w tyle.

Rosja uruchomi trzy sondy kosmiczne do badań w ciągu najbliższych lat w kolejnych latach.

  • Luna-25 (lądowanie). Miejscem lądowania jest Biegun Południowy, okres aktywnej operacji wynosi jeden rok. Cele misji: badanie powierzchni Księżyca, testowanie i testowanie rozwiązań technologicznych dla misji "Luna-27" i późniejszych.
  • "Luna-26" (orbita). Cele: zdalna eksploracja zasobów, mapowanie. W ciągu roku urządzenie będzie znajdować się na orbicie 200 km wysokości, dwa razy podczas tego okresu schodzi na krótko do wysokości 50 km dla bardziej szczegółowych badań
  • Luna-27 (2021, lądowanie). Miejsce lądowania to biegun południowy. Cele: badanie regolitu księżycowego, w tym przez wiercenie do głębokości 2 mi analiza analizowanych próbek

Następujące misje powinny dostarczyć próbki materii księżycowej na Ziemię i zapewnić lądowanie rosyjskiego łazika księżycowego

Roscosmos również niedźwiedzie. planuje rozpocząć w latach 30-tych XX w. rozmieszczenie stacjonarnej bazy księżycowej, która będzie w pełni gotowa do 2050 r. Jednak w tej dziedzinie wciąż nie ma pełnej jasności ani z rozwiązaniami technologicznymi, ani z finansowaniem.

USA przygotowuje się do wystrzelenia SLS na Księżyc – wyjątkowo ciężkiej rakiety ze statkiem kosmicznym Orion. Ze względu na problemy techniczne, początkowo planowany na 2018 rok, został przesunięty o ponad rok, do grudnia 2019 roku. Zakłada się, że w ciągu trzech tygodni statek kosmiczny będzie latał wokół księżyca i wraca na Ziemię. Jeśli misja bezzałogowa się powiedzie, nastąpi lot załogowy.

Ponadto Amerykanie aktywnie angażują się w projekt międzynarodowej stacji księżycowej The Gateway, która oczywiście będzie prowadzona przez NASA. Oprócz obciążenia badawczego stacja jest pozycjonowana jako obiecująca baza pośrednia dla ekspedycji marsjańskiej. Pierwsza jaskółka, moduł mocy, zostanie dostarczona na orbitę księżycową w 2022 r., W 2023 r. Następować będą moduły paliwowe i logistyczne, a także ramię do prac montażowych. Moduły mieszkaniowe zostaną włączone do stacji nie wcześniej niż 2024.

Oprócz Stanów Zjednoczonych projekt obejmuje UE, Kanadę, Japonię i Federację Rosyjską. Jednak Rosji przypisano tak niewielką rolę (produkcja przedziału śluzy powietrznej), że niedawno szef Roskosmosu, Dmitrij Rogozin, wyraził prawdopodobieństwo odmowy Rosji uczestnictwa w The Gateway: "Nie możemy pozwolić sobie na udział w drugoplanowych rolach".

Ulubiony ulubiony księżyc księżyca wyścig – PRC . W drugiej połowie 2018 roku planowane jest uruchomienie chińskiej automatycznej stacji Chang'e-4, która będzie pierwszym miękkim lądowaniem w historii po drugiej stronie księżyca i zapewni jego badanie przez moduł stacjonarny i łazik księżycowy. Powtórzono już satelitę, która zapewni stacji naziemną. W tym samym czasie Chiny aktywnie pracują nad stworzeniem super ciężkiej rakiety Changzheng-9 (Wielki Marsz). Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, chińscy astronauci pojadą na księżyc pod koniec następnej dekady. Ponadto ChRL prowadzi prace przygotowawcze nad projektem zamieszkałej bazy księżycowej. W szczególności odbyły się już wstępne negocjacje z Europejską Agencją Kosmiczną dotyczące współpracy w tej dziedzinie.

Własny projekt niedźwiedzi misyjnych na Księżyc Indie . Stacja Chandrayana-2, która zostanie dostarczona na Księżyc przez pojazd startowy GSLV Mk II, będzie badać powierzchnię satelity Ziemi za pomocą stacjonarnego zestawu wskaźników i miniaturowego (tylko 20 kg) łazika księżycowego. Rozpoczęcie zostało już dwukrotnie przesunięte z przyczyn technicznych, a obecnie planowane jest na rok 2019.

Rozpoczęcie misji księżycowej w Japonii zwanej SLIM, czyli Smart Lander w celu zbadania Księżyca, planowane jest na rok 2021. Morze nektarowe, położone w pobliżu równika, zostało wybrane jako miejsce do lądowania. Głównym zadaniem SLIM jest dowiedzieć się, jaka jest prawdziwa teoria, wyjaśniając pojawienie się Księżyca w wyniku kolizji z naszą planetą dużego ciała niebieskiego.

Lista projektów księżycowych nie ogranicza się do inicjatyw rządowych: firmy prywatne mają tendencję do zajmowania swojej niszy na obiecującym rynku . Uczestnicy międzynarodowego konkursu, który wysłał pierwszy prywatny statek kosmiczny na powierzchnię Księżycowej Nagrody Księżycowej X, który do niedawna był sponsorowany przez Google, najbardziej zbliżył się do konkretnego wyniku. Już podsumował wynik konkursu. Wśród finalistów znajdują się amerykański projekt Moon Express, japoński Hakuto, izraelski SpaceIL, indyjski zespół Indus i międzynarodowy Synergy Moon. Wszyscy planują wysłać moduły lądowania wyposażone w mobilne pojazdy badawcze na Księżyc w latach 2019 i 2023.

Księżyc i prawo

Ilość i jakość projektów księżycowych stanowią trudne zadanie dla ich organizatorów: uzgodnienie mechanizmu demarkacji powierzchni satelity Ziemi między państwami uczestniczącymi w wyścigu księżycowym

Biały Dom podał powód, aby o tym pomyśleć, wydając w marcu 2018 r. dokument "Ochrona i bezpieczeństwo lądowych platform i artefaktów programu kosmicznego" Pollonia "na terytorium the Moon". W nim aparat prezydenta Stanów Zjednoczonych przypomina społeczności światowej, że na powierzchni naturalnego satelity Ziemi znajdują się obiekty i urządzenia pozostałe po programie APOLLO i będące własnością amerykańską. Aby zapewnić im bezpieczeństwo i zapobiegać szkodom, jakie misje księżycowe innych państw mogą spowodować dla tych obiektów, władze USA muszą koordynować wszystkie podobne misje z nimi. A jeśli coś pójdzie nie tak, proszę wprowadzić poprawki. Spójność prawną takich wymagań musi być oceniona przez prawników.

Innym incydentem prawnym jest to, że wiele osób na Ziemi uważa się za właścicieli terenów księżycowych bardzo poważnie. Faktem jest, że w zeszłym wieku przebiegły amerykański Dennis Hope ogłosił Księżyc i wszystkie inne planety Układu Słonecznego, z wyjątkiem Ziemi, swoją własność i zaczął sprzedawać obszary księżycowe po prawej i lewej stronie w podobnej cenie.

Czy powinniśmy obawiać się ścigania organizatorów misji księżycowych? W rzeczywistości nie miałeś czasu na spacery, a Tom Hanks, Mick Jagger lub Alexander Rosenbaum (wszyscy oni są właścicielami sekcji księżycowych) już ujawniają ci pozew o wiele milionów dolarów za zaatakowanie prywatnego terytorium. Prawnicy od dawna udowodnili, że roszczenia Hope i wszystkich jego nabywców do posiadania powierzchni księżyca są bezpodstawne od słowa "absolutnie". Być może najpoważniejszym z tych pytań był znany rosyjski prawnik Dmitry Ogorodov. Jeśli wyjdziemy z detali, istota jego argumentu dochodzi do następującego. Artykuł II Układu o przestrzeni kosmicznej z 1967 r. Zawiera sformułowanie, które stało się podstawową normą międzynarodowego prawa kosmicznego: "Przestrzeń kosmiczna, w tym Księżyc i inne ciała niebieskie, nie podlega narodowemu przywłaszczeniu ani poprzez głoszenie suwerenności, ani za pomocą innych środków. ". To automatycznie oznacza, że ​​nie można przypisać Księżyca na niższym poziomie – w postaci nabycia własności jego powierzchni. Oznacza to, że nawet jeśli pojawi się jakieś szalone roszczenie, żaden sąd – rosyjski, amerykański ani żaden inny kraj – nie może technicznie rozpoznać powoda, kimkolwiek on jest, właścicielem księżycowej nieruchomości.

Z dużym prawdopodobieństwem można zakładać, że pierwsze stacje księżycowe zostaną utworzone na zasadzie narodowości. De facto obiekty te staną się enklawami ziemskich metropolii, chociaż de iure, zgodnie z obowiązującym ustawodawstwem, powierzchnia księżyca pod nimi pozostanie remis. Wraz z rozwojem infrastruktury nieuchronnie powstają roszczenia terytorialne, konflikty i spory. Prędzej czy później ci, którzy chcą dostać kawałek ciasta księżycowego, będą musieli usiąść przy stole negocjacyjnym, aby podzielić się nimi ze sobą. Zastanawiam się, jak zostaną podzielone: ​​przez sumienie lub przez uczciwość.

Powiązane wiadomości