По ту сторону Луны

РАСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ

В 2019 году Управление науки и технологии США выдвинуло предложение о защите рукотворных объектов на Луне. А то мало ли какой недобросовестный исследователь-чужестранец на них посягнет. До этого, в 2011 году, NASA сформулировало требования по защите лунного «имущества» – недопустимы инициативы и нерегулируемая деятельность частных компаний, а также иностранных государств.

Перо и молоток, оставшиеся на Луне, hq.nasa.gov

Что за рукотворные объекты и лунное имущество? Если вы подумали о загадочных монументах и акрополях, возведенных лунными гуманоидами, то… спешим вас разочаровать. Дело, как ни странно, не в «лунатиках», а в нас самих. За 60 лет освоения космоса люди успели изрядно наследить на своем естественном спутнике. По подсчетам того же NASA, на Луне около 200 т мусора. Полковник NASA Эдвин Олдрин описывает поверхность спутника как magnificent desolation (великое запустение). На сайте агентства опубликован список всех предметов, оставленных человеком на Луне. Чего только нет на этих 22 страницах: молоток, рюкзак, красные и голубые салфетки, беруши, антенны и «железяки», брошенные во время лунных миссий.

Все началось 20 июля 1969 года, когда три славных американца посетили естественный спутник на корабле «Аполлон-11». Команда провела целых 22 часа в районе Моря Спокойствия, находящегося на видимой стороне Луны. А по возвращении сбросила кучу бесполезного «хлама»: ступени лунного модуля, фотокамеры, ботинки, щипцы и другие сувениры. Полетом «Аполлона-11» дело не ограничилось. С 1959 по 2019 год люди нанесли Луне еще множество визитов. СССР, США, КНР, Япония, Индия, Израиль – все эти государства оставили там следы своего техногенного пребывания. Кстати, среди этих следов – советские космические аппараты «Луна-2» и «Луна-3».

Уголковые отражатели были развернуты на лунной поверхности астронавтами «Аполлона-11», «Аполлона-14» и «Аполлона-15» и до сих пор используются для измерения расстояния до спутника. nasa.gov

Есть на Луне и якобы загадочные артефакты «исчезнувших цивилизаций». Так, например, известный американо-тайваньский уфолог Скотт Уаринг (Scott Waring) убежден, что на Луне побывали инопланетяне. Изучив советские снимки, сделанные АМС «Луна-13», виртуальный археолог заявил, что катушки и втулки в районе Океана Бурь оставлены инопланетянами, поскольку человек там никогда не высаживался. Однако каждая из находок легко объясняется не инопланетным, а человеческим присутствием. Из-за не совсем гладкой посадки АМС какие-то детали от корабля запросто могли отвалиться и упасть далеко от места его прилунения. В общем, даже кажущиеся следы другой цивилизации – и те всего лишь скопление нашего, человеческого, мусора. Но это не делает Луну свалкой, вращающейся вокруг Земли на средней дистанции в 384 400 км.

КЛАДЕЗЬ РЕСУРСОВ

Во-первых, даже космический мусор на естественном спутнике настолько ценен, что его не спешат вывозить. По словам главного историка NASA Уильяма Барри, наблюдать за фрагментами технических средств на Луне – уже само по себе дорогого стоит. Благодаря этому исследователям удается узнать много нового об излучении и вакууме в условиях иного небесного тела. Например, до сих пор используется уголковый отражатель с легендарного «Аполлона-11». Ученые на Земле могут направлять лазер на этот отражатель и таким образом измерять расстояние между нашей планетой и ее спутником.

Во-вторых, Луна – это самый настоящий кладезь бесценных ресурсов, пригодных для применения по всему земному шару. Если человечество научится выжимать из такого великолепия максимум пользы, то, вероятно, станет жить на порядок лучше и комфортнее. Как минимум, на Луне обнаружена вода, закованная в ледники. Она составляет примерно 30 % затененной области спутника. Причем с начала 60-х высказываются предположения, что она может быть пресной и пригодной для питья. Казалось бы, ничего особенного: воды полным-полно и на Земле. Однако, по данным ООН, 40 % населения Земли испытывают острую нехватку этого ресурса. Если когда-нибудь нам удастся транспортировать воду с Луны на Землю, то качество жизни миллиардов людей радикально улучшится.

Амбициозная схема добычи воды с поверхности Луны – «термальная добыча». Исследователи из Университета в Колорадо предложили перенаправлять солнечные лучи, используя гелиостаты, установленные на краю кратера. Вода, захваченная в реголите, превратится в пар, который соберется в большой шатер, а затем выйдет в охлажденные холодные ловушки, где он будет конденсироваться в виде чистого водяного льда. Illustration: John MacNeill, spectrum.ieee.org

Установлено, что на Луне есть железо, алюминий и титан. Их количество планируется выявить в ходе геологических экспедиций. С учетом форсированного развития техники и борьбы за ресурсы такие кампании могут быть осуществлены уже в течение 20–30 лет.

Но что, пожалуй, гораздо важнее – это обнаруженный на Луне гелий и особенно его изотоп гелий-3. Сейчас нам неведома термоядерная энергетика. В этом направлении ведутся исследования, но вот уже почти 60 лет они не дают полезных результатов. Использование термоядерных реакций для получения электрической и тепловой энергии на данном этапе невозможно – вероятно, в силу недостаточности ресурсной базы. Термоядерные реакторы продолжают оставаться лишь в обнадеживающих проектах, тянущихся десятилетиями. А вот лунный гелий-3 – это как раз то, что нужно, чтобы цепь замкнулась. Но ведь гелия хватает и на Земле. Почему же за одной-единственной его вариацией нам непременно нужно летать на Луну?

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПЕРПЕТУУМ МОБИЛЕ

Гелий – инертный газ без вкуса, цвета и запаха, используемый во множестве отраслей науки, производства и техники. Микроэлектроника, медицина, фундаментальные исследования, охлаждение ядерных реакторов, даже металлургия – неполный перечень направлений, в которых применим гелий. Получают его из природного газа, и, в основном, его запасы сосредоточены на территории США, России, Катара и Алжира. Общий объем гелия на Земле на сегодняшний день составляет порядка 41 млрд м³. Это предполагаемый лимит, доступный человечеству. Казалось бы, цифра весьма внушительная. Однако гелий – газ летучий, и в атмосфере нашей планеты ему непросто удержаться, сколько бы его ни было. ООО «Газпром ВНИИГАЗ» оценивает потребление гелия к 2030 году в 238–312 млн м³, а производства – всего в 213–238 млн м³. Проще говоря, острейшего дефицита гелия, скорее всего, не избежать. Это если ограничиться исключительно земными гелиевыми запасами.

Станция по добыче гелия-3 на Луне глазами художника. Иллюстрация: Christopher Barnatt explainingthefuture.com

На Луне имеется гелий-3 – в таких количествах, что землянам его хватит на 5 тыс. лет вперед. К такому выводу пришел заведующий отделом исследований Луны и планет Государственного астрономического института МГУ Владислав Шевченко. По самым скромным оценкам, на Луне более 500 тыс. т гелия-3. Вроде бы немного, но одна тонна гелия-3, задействованная в перспективной термоядерной энергетике, равносильна 15 млн т сжигаемой нефти. Планы по добыче гелия-3 есть и у NASA, и у «Роскосмоса», но пока только на словах. Хотя нынешнее научно-техническое развитие вполне позволило бы ввозить его на нашу планету, это требует больших финансовых и человеческих ресурсов.

В 2020 году ученые из Университета Колорадо в Боулдере (США) разработали «пылесос для Луны». Устройство способно предварительно зачищать лунную пыль, чтобы она не липла к техническим средствам и не выводила их из строя. Зачистка происходит при помощи потока отрицательно заряженных частиц с низкой энергией.

НАПОЛЕОНОВСКИЕ ПЛАНЫ

Сейчас в сторону Луны смотрят многие страны – свои планы имеются у США, Индии, Китая и Израиля (подробнее об этом читайте в следующей статье). Отдельно хочется сказать о грандиозной затее NASA, которая похожа, скорее, на научно-фантастический сюжет. Речь о лунном телескопе Lunar Crater Radio Telescope. Его хотят разместить на обратной стороне Луны в кратере диаметром до 5 км, чтобы собирать информацию о нашем естественном спутнике, о ранней Вселенной, о космосе в целом. Предполагаемый диаметр чуда техники составит километр, а построят его роботы-планетоходы DuAxel. Сначала они растянут проволочную сетку и закрепят ее на стенках кратера, после чего над центром получившейся антенны телескопа установят подвесной облучатель. Телескоп будет максимально защищен от помех, поэтому сможет отчетливо транслировать нужные сигналы.

Условный вид LCRT на обратной стороне Луны. Иллюстрация: Saptarshi Bandyopadhyay, nasa.gov

Человечеству всегда было тесно на его собственной планете, даже с плотностью населения в сотни раз меньше нынешней. Теперь же численность нашей популяции растет беспрецедентными темпами, иссякают природные богатства, доступ людей к ресурсам неравномерен. В этом плане Луна может дать человечеству значительно больше возможностей, чем принято считать.