Сколько людей смогут выживать на Луне?

Москва, 16:26, 28 Сен 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Наступил 3000 год, когда, израсходовав все природные ресурсы Земли, люди стали космической расой и основали колонии на Луне. На ее поверхности скапливаются огромные герметичные купола, в которых проживают сотни тысяч человек. Этот холодный серый камень стал новым домом человечества.

Конечно, пока это чисто научная фантастика. Но ни одно видение будущего не будет полным без внеземной колонии людей, и, поскольку Луна является ближайшим небесным телом к ​​нашей планете, ее проще всего представить как наш будущий дом.

Но соответствует ли это видение реальности и сколько людей поддержит неприветливый лунный ландшафт?

Один из способов ответить на этот вопрос — просто рассмотреть площадь поверхности Луны. В четверти размера нашей планеты теоретически Луна могла бы соответствовать четверти нынешнего населения Земли. Но сколько людей может поместиться на поверхности Луны — это совсем другой вопрос, чем то, сколько людей в этом мире могли бы выжить. И в этом отношении Луна определенно является более бедной сестрой Земли.

Воздух для дыхания

В отличие от Земли, вода не падает свободно на поверхность Луны и не собирается в водоемы, из которых мы могли пить. Важно отметить, что Луне также не хватает атмосферы с воздухом для дыхания. У естественного спутника Земли также нет существующих экосистем, которые могли бы без проблем поддерживать сельское хозяйство. Луна также уязвима к солнечным штормам, извержениям с поверхности Солнца, которые испускают электромагнитное излучение, которое Луна — без защиты магнитного поля — не может отклонить. Существуют также огромные перепады температуры и длительные периоды смены темноты и света.

Все это может сделать жизнь на Луне невозможной. Но на удивление, это не так.

Фактически, предметы первой необходимости для человека — воздух, вода, еда и жилье — теоретически вполне достижимы на Луне.

Возьмем воздух. Чтобы поддержать начальную популяцию в несколько сотен человек на Луне, мы должны начать с транспортировки воздуха на поверхность Луны, перекачивая его в герметичные структуры, в которых будут жить люди. Это кажется сложным, но в краткосрочной перспективе это будет довольно рентабельно, считает Маркус Ландграф, менеджер проекта Луны в Европейском космическом агентстве.

«Люди не используют много воздуха, и в течение долгого времени нам не нужно будет делать воздух на Луне. Мы можем внести его», — сказал он. «Транспортные расходы для этого все еще управляемы».

Однако если бы эта популяция выросла до десятков тысяч, нам нужно было бы синтезировать кислород на Луне, а это дорогой процесс. Но Ландграф пояснил, что рост освоения космоса в ближайшие десятилетия может сделать процесс более экономичным.

Это связано с тем, что для приведения в движение космического корабля требуется кислород, поэтому, если спрос возрастет, «экономически целесообразнее строить на Луне генераторы кислорода для ракетного топлива, а не для питьевой воды и воздуха для людей», — сказал Ландграф. Это привело бы к снижению себестоимости и удешевило производство воздуха для жителей Луны.

Вода, вода, кругом вода

Еще несколько десятилетий назад исследователи считали, что Луна была полностью сухой. Но теперь они знают, что на лунной поверхности находится удивительное количество жидкости.

«Мы думаем, что вода осталась с момента образования Луны. И мы знаем, что кометы, которые в основном представляют собой грязные снежки, периодически воздействуют на поверхность луны», — говорит профессор астрономии Дарби Дьяр. «Есть веские основания полагать, что в тех [кратерах], где кометы воздействовали на поверхность, все еще есть ледяные резервуары».

Она сказала, что еще один источник воды — это солнечные ветры, которые грохочут в космосе. Заряженные протонами, они сталкиваются с электронами на Луне, образуя водород.

Все это составляет приличное количество лунной воды, возможно, достаточное, чтобы поддержать значительное население. И мы уже разработали технологии на Международной космической станции для рециркуляции питьевой воды из воды для душа, мочи и пота астронавта. Можно даже использовать воду от их дыхания. На Луне эта технология может создать замкнутый источник воды для жителей.

Но даже с переработкой, сказала Дьяр, эти запасы воды не будут бесконечными. Рециркуляция воды снова и снова приводит к некоторым потерям, поэтому необходимо время от времени пополнять запасы. Более того, для извлечения лунной воды путем дробления лунных камней и выемки льда из глубоких кратеров потребовалось бы огромное, дорогостоящее количество энергии.

«Мое личное ощущение, что колонизация Луны будет зависеть от того, что мы доставим туда водород», — говорит Дьяр.

«Транспортировка этого также будет дорогостоящей: около 220 000 долларов за килограмм», — добавил Ландграф.

Не зная, сколько воды в настоящее время находится на поверхности Луны, также трудно оценить, сколько людей она может поддержать. Но мы, по крайней мере, знаем, что этой воды достаточно, чтобы обеспечить относительно устойчивый ее источник. В любом случае Ландграф подсчитал, что лунным пионерам не нужно было бы использовать водные ресурсы Луны, по крайней мере, в течение первых пяти-десяти лет поселения — будет достаточно дешево транспортировать воду туда и перерабатывать ее для десятка или около того людей, которые в первую очередь смогут назвать Луну своим домом.

Что касается лунного сельского хозяйства, мы могли бы имитировать условия Земли с помощью «почти экосистемных замкнутых куполов», сказал Ландграф. Лунное земледелие, питаемое длинными солнечными лучами и залитое оборотной водой, может реально расти, чтобы прокормить тысячи людей. Уже есть много исследований, чтобы предположить, что выращивание зерновых культур в космосе будет работать.

Прилетай ко мне на Луну

Есть еще много непонятного, как мы будем делать все это на практике. Но теоретически природные ресурсы могут поддерживать десятки тысяч, а то и миллионы людей на Луне. Итак, почему же там уже нет сотен человек, смотрящих на Землю?

Ландграф сказал, что самым большим препятствием на пути колонизации Луны являются не только ограничения на природные ресурсы, но и огромные затраты на перевозку людей туда на космическом корабле. Чтобы сделать это более экономичным, потребовались бы смелые технологические скачки — например, изобретение космических лифтов.

Если бы они были у нас, «тогда мы говорим о десятках тысяч людей на Луне», — сказал Ландграф. «Так что, действительно, вода здесь не является ограничением. Это транспорт».

Есть еще одна оговорка, и именно здесь мы резко возвращаемся к реальности: пока колонизация Луны на самом деле не является целью. Конечно, мы можем рассматривать Луну как своего рода ковчег Ноя в случае земного апокалипсиса. Но в настоящее время международные космические агентства рассматривают Луну не как форпост от катастрофы, а как исследовательский центр — и потенциальную базу для исследования остальной части нашей солнечной системы.

При таком подходе Ландграф считает, что мы можем обратиться к Антарктике за подсказками о человеческом жилье. Вероятно, самая похожая на лунную среду обитания на Земле, Антарктика является домом для колеблющейся сезонной популяции от одной до четырех тысяч исследователей, которые борются с морозом и сухими условиями для выполнения своей работы. Поскольку исследования в настоящее время определяют планирование лунного жилья, это дает нам представление о том, сколько людей могут реально жить на Луне в ближайшие десятилетия: несколько тысяч одновременно, а не миллионы или миллиарды.

По словам Дьяр, даже эта популяция, вероятно, со временем уменьшится и будет заменена более дешевыми и более эффективными роботами.

«Поскольку технологии становятся лучше, есть очень мало причин, почему вам действительно нужно отправить человека для проведения научных исследований», — сказала она.

Однако это не означает, что наши мечты о лунном гражданстве закончились. Есть еще один фактор: неугасимая тяга человечества к исследованию. Это может вынудить будущие поколения колонизировать Луну миллионами или использовать ее в качестве стартовой площадки для других экспедиций в космос.

«Люди — один из немногих видов, которые всегда исследуют, даже если в этом нет необходимости», — сказал Ландграф. «[Мы] были очень успешны с этой стратегией. Имеет ли смысл изменить это? Я так не думаю».