181 вещь, которую можно делать на Луне.

«Со времени окончания программы «Аполлон» люди продолжали думать о возвращении на Луну и о том, какие задачи там можно выполнять, - говорит Джефф Волосин (Jeff Volosin) из NASA Exploration Systems Mission Directorate, - Теперь NASA планирует воплотить это в жизнь до 2020 года. Поэтому мы опросили более тысячи человек из бизнеса, академических кругов и 13 космических агентств, чтобы составить список из 181 задачи, которые можно будет выполнить на Луне».

Например, Луна является хорошей площадкой для радиоастрономии. Радиотелескоп, установленный на обратной стороне Луны, будет защищен от большого количества помех, идущих с Земли, и сможет наблюдать низкие радиочастоты, блокируемые земной атмосферой. Регистрация данных сигналов, никогда раньше не проводившаяся, позволит увидеть Вселенную в новом диапазоне частот и даст много новых открытий.

Также Луна является отличным местом для изучения частиц высоких энергий из солнечного ветра и космических лучей. Магнитное поле и атмосфера Земли отклоняют такие частицы, так что даже спутники на низких орбитах не могут их зарегистрировать. В то же время, Луна не имеет атмосферы и находится за пределами магнитосферы Земли. Поэтому детекторы, установленные там, смогут регистрировать все солнечные частицы и помочь лучше понять процессы, происходящие внутри Солнца. Регистрация же космических лучей поможет лучше изучить черные дыры и сверхновые.

Кроме того, быстрые частицы захватываются лунным грунтом – реголитом. Это означает, что он содержит историческую запись всей солнечной активности на протяжении миллиардов лет. «Мы считаем, что такие «записи» уникальны и помогут нам понять, как изменения в активности Солнца влияли, скажем, на развитие жизни на Земле», - поясняет Волосин. Также можно будет изучить и влияние солнечной активности на изменение земного климата.

Однако Луна не является лишь площадкой для установки научных приборов, исследующих космос. Она сама по себе научная «золотая жила», пример планетарного формирования, не тронутого временем (поэтому некоторые ученые называют ее «ископаемым миром»). Внутренняя часть Луна осталась неизменной со временем зарождения Солнечной системы, и ее изучение даст ученым понимание, как внутренние слои планет разделялись и затвердевали во время их формирования.

Даже простая установка времени образования того или иного кратера на Луне даст ученым уникальную картину, как менялся метеорный поток во время формирования Земли. На нашей планете эта информация потерялась из-за непрерывного обновления земной коры, однако на Луне она осталась нетронутой. Ее изучение позволит понять, как бомбардировка космическими телами могла повлиять на земной климат и, возможно, на развитие жизни.

В целом, научные проблемы составляют только треть из 181 цели. Более половины составляет список задач, как выжить в чужом мире: все, начиная от защиты космонавтов от радиации и микрометеоритов, установки систем электропитания и связи до выращивания еды в лунных условиях. «Мы хотим узнать, как можно жить за пределами Земли и не зависеть сильно от поставок с нее», - поясняет Тони Лавье (Tony Lavoie), глава NASA Lunar Architecture Team. Кроме того, астронавты столкнутся с похожими проблемами и во время пилотируемой миссии на Марс, так что опыт, полученный на Луне, пригодится и на Красной планете.

Наконец, Луна дает и коммерческие возможности. Это может быть энергия с солнечных панелей, защищенные архивы данных, добыча лунных металлов, исследования в условиях низкой гравитации и высокого вакуума и так далее. Конечно, не все идеи из 181-ой одинаково актуальны. Поэтому из этого списка NASA выбрало небольшое количество, имеющих самый высокий приоритет. Остальные же цели могут заинтересовать другие космические агентства или частных предпринимателей, настроенных на освоение Луны. NASA и сейчас продолжает получать предложения от ученых, так что приведенный список постоянно дополняется и расширяется.

Исходная статья

список идей:

Астрономия и астрофизика.

  • Наблюдение космоса в инфракрасном диапазоне. Такое возможно, если разместить телескоп в глубоком кратере, где сохраняется низкая температура (она необходима для того, чтобы исключить тепловое влияние самого телескопа).

  • Регистрация гравитационных волн. Луна является еще одной площадкой для размещения детекторов, нацеленных на регистрацию таких волн (наряду с размещением детекторов на Земле и в космосе).

  • Регистрация и наблюдение экзопланет. Телескопы, размещенные на Луне, будут иметь точность выше, чем земные телескопы – из-за отсутствия атмосферного дрожания. Тем не менее, эта точность будет такой же, что и у космических телескопов.

  • Проверка общей теории относительности. Лазерное измерение расстояния между Землей и Луной даст наиболее точную проверку ОТО. Размещение для этого на Луне собственных транспондеров даст более точные измерения, чем регистрация лазерного луча от уголковых отражателей.

  • Регистрация околоземных объектов (Near Earth Objects, NEO). Длинные лунные ночи и отсутствие атмосферы даст больше возможностей для регистрации таких объектов, угрожающих жизни на Земле.

Наблюдения Земли.

  • Изучение магнитосферы Земли, которая подвергается влиянию Солнца и которая, в свою очередь, влияет на нижележащие слои атмосферы.

  • Постоянная видимость полного земного диска с Луны позволит изучать глобальный перенос различных веществ в атмосфере Земли: озона, оксидов азота и углерода, аэрозолей и метана.

  • Постоянное одновременное наблюдение Солнца и Земли позволит лучше понять реакцию земной атмосферы на солнечные вспышки и корональные выбросы.

  • Изучение отражающей степени земной поверхности, влияющей на климат.

  • Наблюдение ледников. Получение информации о водных потоках с основных ледяных масс планеты (Гренландия, Арктика, Антарктика), а также их площади, позволит лучше понять изменение климата планеты.

  • Наблюдение «горячих пятен» на Земле, связанных с извержениями вулканов и лесными пожарами. Их регистрация лунными детекторами будет происходить оперативнее (обновление в течение нескольких секунд) по сравнению с наблюдением со спутников, где обновление информации занимает от 15 минут до 6 часов.

Материаловедение.

  • Изучение объектов, находившихся долгое время на Луне (модули Аполлон, луноход и т.д.), позволит понять, как условия лунной поверхности влияют на материалы. Это позволит ученым улучшить конструкции будущих космических аппаратов и жилых модулей, предназначенных для работы на Луне.

  • Создание материалов в лунных условиях. Лунная гравитация, составляющая 1/6 от земной, и высокий вакуум позволят создавать новые уникальные материалы. Также возможен их синтез из веществ, добытых прямо на Луне.

Здоровье человека.

  • Изучение биологического и физиологического влияния лунных условий на человека. Сюда входит исследование действия низкой гравитации, непрерывной радиации и лунной пыли на костную и мышечную ткань, иммунную систему, скорость заживления ран, обмен веществ и так далее. Подобные эксперименты невозможно провести на Земле.

  • Исследование психологического состояния людей. Группы, работающие на Луне, будут испытывать серьезный стресс, особенно те, которые будут находиться на ее обратной стороне. Для решения данной проблемы необходимы методики по отбору людей в группы, дизайну жилых модулей, а также диагностике и профилактике психологических трудностей.

  • Изучение влияния измененного состава воздуха на здоровье людей. В частности, в лунных модулях доля кислорода в воздухе будет достигать 34%, а в скафандрах – 100%.

  • Проверка действия лунных условий на земные микроорганизмы. Ускоренная мутация микробов на Луне позволит разработать новые средства антимикробной защиты.

  • Изучение репродуктивных функций человека. Исследование влияния пониженной гравитации на размножение человека позволит решить важный вопрос, может ли человечество осваивать другие миры.

  • Развитие телемедицины. Для поддержания здоровья группы людей на столь большом расстоянии нужны эффективные средства его контроля. Кроме того, телемедицина может понадобиться в различных экстренных случаях: грипп, растяжение мышц, сломанная кость и т.д.

  • Досуг людей. Первоначально это могут быть действия, похожие на земные: просмотр телевидения, музыка, чтение книг. Однако с течением времени возможно и развитие специфических лунных видов отдыха, например, игры и спорт в условиях низкой гравитации.

Планирование миссий.

  • Тестирование марсианских миссий. Луна может выступать «тренировочной площадкой» для будущих полетов к Марсу. Так как Луна находится намного ближе к Земле, чем Марс, экипажи смогут быстрее получить помощь в экстренных случаях.

Энергетика.

  • Развертывание энергетической системы на Луне, которая будет производить, хранить и распределять энергию в лунных поселениях. Кроме того, возможно получение энергии с Земли (во время лунных ночей) или, наоборот, передача энергии туда. Передача энергии на орбитальные модули позволит сократить их стартовый вес.

Лунные ресурсы.

  • Разработка систем по добыче лунных ресурсов. Важной особенностью систем должна быть возможность извлекать и перемещать большие объемы сырого материала. Данный подход уменьшит количество материалов и продуктов, отправляемых лунному поселению с Земли.

  • Переработка лунных ресурсов – безопасно, эффективно и с наименьшими затратами энергии. Сюда входят получение кислорода из реголита; создание из реголита средств защиты от радиации и перепадов температуры; получение воды (из лунного льда) и новых видов топлива (например, порошкообразных металлов) и т.д.

  • Создание из лунных ресурсов таких продуктов, которые могут быть использованы в других космических миссиях. Сюда входит производство топлива, модулей, запчастей, материалов и т.д. Данная задача также требует налаженной лунной сети по транспортировке и хранению произведенных товаров. Их производство на Луне позволит сократить затраты на будущие космические проекты.

Архивы.

  • Создание на Луне биологического, исторического и культурного архива, а также базы знаний человечества – на случай катастрофических последствий. При таком развитии событий остатки человечества, живущие на Луне, смогут восстановить цивилизацию.

Полный список идей