Kuu kaevurid olid sel nädalal eriti rõõmsad, kui teadlased ütlesid, et leidsid veenijää kohta veenijää kohta veenijääle veenvaid tõendeid. Jääd on seal palju rohkem, kui arvasime, ja nüüd teame täpselt, kus see peitub. See võib tulevast vee ammutamist oluliselt lihtsustada.
Ammu enne seda avastust püüdsid teadlased leida vett, mis võib peituda Kuu pinnal. See on ressurss, mis on tulevaste pikaajaliste missioonide jaoks Kuul uskumatult väärtuslik, kuna vesi on siin Maal eluks hädavajalik. Seda saab taaskasutada Kuu elupaigas või kasutada joomiseks või suplemiseks. Samuti oleks tema abiga võimalik kasvatada taimi, mis on vajalikud tulevaste Kuu elanike toitmiseks.
Võib-olla on Kuu vee kõige suurem ja kohesem kasutamine raketikütuses. Vee põhikomponendid - vesinik ja hapnik - on kaks kõige olulisemat raketikütuses kasutatavat materjali. Ja kui teete Kuul veest raketikütust, oleks tore säästa raha ambitsioonikate kosmosessioonide jaoks. Praegu peavad Maalt lahkuvad raketid kogu vajaliku kütuse kaasas olema. Kuid Kuujääd kasutades saab rakette kosmoses viibides tankida ja jõuda väiksema raha eest kaugematesse kohtadesse.
Kas vesi on parem kui õli?
"Idee on luua teatud toodete - eriti vee kui kütusega - maaväline tarneahel, et hõlbustada kosmoses ühelt kehalt teisele liikumist," ütleb Julie Brisset. Florida kosmoseinstituudi teadur.
Midagi kosmosesse toomine on alati kallis. Kui soovite, et teie satelliit pääseks Maa raskusjõu eest, vajate orbiidile jõudmiseks palju kütust. Tegelikult on suurem osa raketi laskmisel kaalust kütusest. Ja mida sügavamale kosmosesse jõuate, seda rohkem kütust vajate. Planeedi raskusest eraldumiseks on vaja rohkem energiat. Seetõttu lähevad missioonid kosmosesse üha kallimaks, sest vaja on suurt raketti ja palju kütust.
Aga mis siis, kui saaksite Maale kütuse võtmise asemel paagi täita juba kosmoses oleva kütusega? Siis muutuksid missioonid sügavasse kosmosesse sama argiseks kui reisimine ühest linnast teise. "Kujutage vaid ette, et pidite Denverist lahkuma ja teel polnud ühtegi tanklat ning pidite vedama bensiini New Yorgini," ütleb Colorado kaevanduskooli professor ja United Launchi endine asepresident George Sowers. Liit. "Te ei saa seda kõike kindlasti autosse. Peame haagise võtma. " Seetõttu on Kuu arengu idee meelt nii põnev. Kuu vett sai kaevandada, raketikütuseks jagada ja transportida kas ringikujulisele või madalale orbiidile. Raketid ei pea kogu kütuse kaasaskandmiseks olema suured. Nad said lihtsalt dokkida dokiga ja pikki sõite tankida.
Reklaamvideo:
Kütuse transportimine Kuult kosmosesse teistesse kohtadesse on palju odavam kui selle transportimine Maalt. Kuul on kuuendik Maa gravitatsioonist, mis tähendab, et pinnast eraldumiseks on vaja vähem energiat. Sowers analüüsis hiljuti Kuu kütuse eri ruumides transportimise kulusid. Kuu vee viimine madalale Maa orbiidile on näiteks odavam kui selle saatmine Maalt, ehkki meie planeet on lähemal. "Kui kavatsete seda kütust kasutada madalal Maa orbiidil, on kokkuhoid 20-30 protsenti, kui kasutate maapealse kütuse asemel Kuu kütust," ütleb Sowers.
Teadlased on juba aastakümneid fantaseerinud kuuvee muundamisest raketikütuseks, sest ilmnes tõendeid kuupostide sobivusest jää arendamiseks. 1994. aastal näitas NASA ja USA sõjaväe Clementine'i ühine uuring, et Kuu pooluste kraatrites on vesi olemas. Need kohad ei näe kunagi Päikese valgust ja ei jõua kunagi temperatuurini üle -250 kraadi Fahrenheiti. Mitmed missioonid Kuule on pärast seda kinnitanud, et piirkonnas võib olla vett. 2009. aastal viskas NASA kosmoseaparaadi LCROSS Kuu lõunapoolusel kraatrisse, et näha, milliseid materjale see löök paisab. Leiti, et voolus oli 5% vett.
Sel nädalal PNAS-is avaldatud uuring näitab aga, et mõned kuupiirkonnad võivad olla vette uputatud. Hawaii ülikooli ja Browni ülikooli teadlased analüüsisid 2008. aastal Kuule läinud India aparaadi "Chandranayan-1" kogutud andmeid. Kasutades ühte veesõiduki instrumenti, suutsid nad vee peegelduvuse mõõtmisega kaardistada jää alasid Kuul. Nad skannisid neid kohti ka infrapunavalguses ja tegid kindlaks, et vesi oli jää, mitte vedeliku või auru kujul. Nad mitte ainult ei kinnitanud, et Kuu pinnal on veejää, vaid ka seda, et mõnel maa-alal on 20–30 protsenti jääd. Sõltuvalt sellest, kui sügavale jää pinna alla läheb, oleks võimalik kaardistada, kust propellendi komponendid ekstraheeritakse.
Madalal orbiidil asuv kütusetank avab uusi võimalusi kosmoses missioonideks. Näiteks võite ehitada kosmosepuksiiri - raketi, mis istub kosmoses, tankides ikka ja jälle ning viib satelliidid soovitud sihtkohta. Nüüd kulutavad kõrgele orbiidile viidud satelliidid kuus kuud aastani, et pardal olevate mootorite abil aeglaselt kõrgemale tõusta. Selle aja jooksul ei saa nad oma tööd teha ega too raha kaasa. Kuid kosmosepuksiiriga saaks satelliite paigutada madalamale orbiidile väikeste rakettidega ja seejärel kasutada kosmosepuksiir satelliitide soovitud orbiidile viimiseks vaid mõne päevaga. See säästaks satelliidioperaatorite raha: nad ei peaks lasti kosmosesse viimiseks suurt raketti välja laskma.ja neil oleks olnud rohkem aega kaaslasega töötamiseks.
Nii et jah, kuuvesi on kütusena jahe, kuid seda pole lihtne kaevandama hakata. Esiteks peate tegema ulatusliku luure. Tänu PNAS-i uuringule on teadlased loonud sisuliselt kaardi, kus on näha kuupostide juurest kõige mahlasemaid veejää alasid. Järgmine samm on maandumismoodulite ja roverite saatmine parimate saitide leidmiseks. Teadlased ei tea veel, kas jää on jääga segatud lörtsi või muu pinnamaterjaliga segatud tahkete plokkide kujul. „Teame, kuidas kaevandusseadmeid kujundada. Me lihtsalt ei tea, milliseid seadmeid kasutada,”ütleb Metzger.
Üks idee on kuupinnase kaevamine ekskavaatoriga, mis saadab materjali töötlejale. Protsessor eraldab kuumutamisel jää mullast ja jagab vee elektrienergia abil põhikomponentideks. Osa saadud kütusest kulub siis ülejäänud veest Kuult sõidukiga kütusetanki.
Loomulikult läheb see kõik kalliks. "Kõik taandub kuluanalüüsile," ütleb Metzger. "Kas on odavam raketikütust Maalt välja lasta või on odavam seadmeid üks kord kosmosesse lasta ja siis neid seadmeid hooldada ning kasutada pidevalt raketikütuse loomiseks kosmoses?" Metzgeri, Brissé ja Sowersi analüüsi põhjal jõudsid nad järeldusele, et Kuu kaevandamisse investeerimine võtab tulu saamiseks kümme aastat. Kuid kuna kuu kaevandamine on riskantne äri, ei pruugi riskikapitalistid soovida selles äris aktiivselt osaleda.
Seetõttu soovitab meeskond, et NASA peaks kaasrahastama varajast kaevandamist. Seega teevad kommertsinvestorid tõenäolisemalt koostööd maineka agentuuriga, kes suudab osa kuludest kanda.
NASA ei paku investoritele teenust: kosmoseagentuur on välja pakkunud, et kuupinnalt baasilt lahkuvate kosmoseaparaatide kütmiseks võib igal aastal vaja minna kuni 100 tonni kütust. Kui see kõik Maalt käivitatakse, nõuab see umbes 3,5 miljardit dollarit aastas. Kuukütuse loomise kokkuhoid teeb missioonid Kuule ja Marsile odavamaks. "Lähetused Marsile oleksid odavamad ja kõik, mida teeme ka väljaspool Maad," ütleb Sowers. Näiteks vähendaks Kuu kütuse kasutamine rakettide tankimiseks Maalt Kuule lendamise kulusid kolm korda, ütles Sowers. See on oluline, kui arvestada, et NASA hakkab taas inimmissiooni Kuule tegema.
Ilja Khel
