Накануне Дня космонавтики ученые и научные журналисты помечтали о новых космических горизонтах. В формате возрожденного по инициативе Фонда Андрея Мельниченко «Научного кафе» обсуждались достаточно фантастические вопросы возможной колонизации Луны. Поводом к разговору послужила активизация лунных программ, которые широким фронтом развернули лидеры космической гонки, в том числе и Россия. Почему мир снова обратил свои взоры к Луне? Чем она интересна с точки зрения ресурсов? Как приспособиться к жизни в лунных условиях? Эти и другие вопросы ставились перед экспертами из ведущих научных институтов страны, занимающихся космическими исследованиями.
Открыл тему профессор РАН, заведующий лабораторией Института космических исследований Максим Литвак. Короткий ответ на вопрос, почему мы снова вспомнили о Луне полвека спустя после того, как закончилась советско-американская лунная гонка, звучал просто: время пришло, настала пора выходить в дальний космос.
В современном лунном соревновании участвуют не только США и Россия. Активно включился Китай с его неисчерпаемыми ресурсами, причем в XXI веке КНР — единственная страна, аппараты которой уже «садилась» на поверхность Луны. Все остальные государства пока потерпели неудачу. В этом смысле Китай повторил былой успех СССР и США. Вперед шагнули технологии, появились новые компоненты, из которых можно создавать космические корабли. Очень сильно возросли возможности компьютерного моделирования. И, наконец, возникла стратегия, суть которой не просто слетать на Луну, а сделать такой полет первым этапом на пути в дальний космос. Конечно, всех интересует создание постоянно действующих лунных баз, чтобы космонавты могли пребывать там достаточно долго. Человечество манит и колонизация Марса, но к ней приступать нельзя, пока мы не «потренировались» на Луне, которая находится достаточно близко к Земле и при этом в тысячу раз дальше, чем МКС. Однако пока мы не имеем опыта пребывания людей за пределами орбиты Земли, если не учитывать недолговременный опыт американских астронавтов в окрестностях и на самой Луне. Чтобы понять, как человек может существовать в таких условиях, нужно пожить в них.
Сейчас ученые активно изучают лунную поверхность с целью поиска воды. Все предыдущие миссии, в том числе китайские, были нацелены на экваториальные или не очень высокоширотные районы Луны. Теперь концепция поменялась, и исследователей интересуют полярные районы, которые считаются «кладовыми» вещества нашей Солнечной системы. Особенно манят вечно затененные кратеры, куда не попадает прямое солнечное излучениe. В этих холодных ловушках, где температуры близки к абсолютному нулю, скопилось вещество, которое приносилось на Луну кометами, астероидами за долгое время существования нашей Солнечной системы. Привезти его на Землю и исследовать было бы очень интересно. Возможно, с его помощью удастся ответить на более широкий круг вопросов, в том числе и о том, как зародилась жизнь на Земле.
Хотя в руках ученых есть результаты новейших орбитальных наблюдений, с точки зрения поиска водяного льда они дают не совсем однозначную картину. Данные, которые получены с помощью инструментов, работающих по различным принципам, не всегда стыкуются друг с другом. Исследователи предполагают, что под лунной поверхностью, в полярном затененном кратере, могут находиться большие скопления водяного льда. Чтобы более точно понять его распределение, а также возможность использования в качестве ресурса для будущих космонавтов на Луне, необходимы посадочные миссии. На июль этого года запланирован запуск российской посадочной станции «Луна-25», и это будет новое слово в науке, потому что она сядет туда, куда никто никогда не садился. Это 70-й градус южной широты, близко к полюсу, и там ученые ожидают найти поверхностную воду.
«Мы к этому готовимся, и я надеюсь, что мы получим уникальный результат, колоссальную новую информацию о нашей Солнечной системе. Поэтому я обеими руками за лунную программу и за то, чтобы установить на Луне российский флаг», — подытожил Максим Литвак, обрисовав проблему с точки зрения астрофизика.
О том, что показывают исследования уже привезенного лунного материала, рассказала заместитель заведующего лабораторией метеоритики и космохимии ГЕОХИ РАН Светлана Демидова. Ученым института доступны для анализа всего 326 граммов грунта, его изучение показало, что, в общем-то, Луна «сухая». Однако последние орбитальные данные все-таки дают надежду, что в полярных областях может присутствовать какое-то количество льда. В контексте разговора о колонизации это может означать, что воду на Луне не придется производить дополнительно.
«Как геохимик я знаю, из чего состоят поверхность Луны и лунная кора. Если посмотреть на Луну, там есть светлые и темные участки. Светлые — это лунные материки, древняя поверхность, которая состоит в основном из силикатов алюминия и кальция. А темные участки — это моря, в которых раньше предполагалось наличие воды. Но оказалось, что воды там нет, зато есть базальты. Луна покрыта слоем материала, который называется «реголит», — это тонкая пыль, состоящая из мельчайших частиц скальных пород, минералов и стекла, и есть еще фрагменты метеоритного материала, которые все это «бомбили» и перемешивали», — поведала Светлана Демидова.
А можно ли использовать реголит в качестве строительного материала для создания лунной базы? По мнению ученого, вполне. Реголит содержит много стекла, и если его нагревать, то при температуре 550-700 градусов стекло начнет расплавляться. Эти значения гораздо ниже тех, что потребовались бы для «плавки» лунных минералов. Поэтому таким образом можно проводить «спекание» и получать строительные блоки.
А вот ответить на вопрос, что же все-таки за вода прячется на Луне и можно ли ее использовать, удастся только после получения ее образцов на Земле. При этом доставка грунта из районов с известной геологической позицией представляет особенный интерес.
О том, сможет ли человек жить и работать на Луне и что ему там угрожает, рассуждал заведующий лабораторией методов и средств обеспечения радиационной безопасности при космических полетах Института медико-биологических проблем РАН Вячеслав Шуршаков. Он начал с конца. Допустим, люди уже колонизировали Луну, у них есть свой дом — лунная база, в нем — еда, вода, система жизнеобеспечения, средства коммуникации с Землей, космический Интернет… Но возникает вопрос: а сколько времени люди могут там находиться? Может быть, бесконечно? Конечно же, нет, потому что одновременно со всеми удобствами в «лунном доме» присутствует и космическая радиация. Впрочем, есть она и на борту Международной космической станции, причем в 220 раз сильнее, чем на Земле. А на Луне она еще в 2 раза больше. Сейчас предельно разрешенная норма космической радиации для астронавтов — 1000 миллизиверт за всю жизнь. На МКС они получают 220 миллизиверт в год, а значит, в космосе и на космической станции нельзя летать больше четырех лет. По этой логике на Луне человек сможет находиться максимум два года.
Как же от радиации уберечься? Защита от нее может быть разная: и физическая, и биологическая (препараты от радиации). Наша планета Земля — это тоже в каком-то смысле космический корабль, но у него есть надежная защита от радиации — атмосфера. Если столб атмосферы конвертировать в «физическую» защиту, то это примерно эквивалент 10 м воды. Когда будет найдено место с большим количеством воды, то именно там и стоит построить лунную базу, считают эксперты. Вода хорошо замедляет потоки частиц, при этом надо знать, какие строительные компоненты потребуется собрать и как их правильно расположить.
«МКС заканчивает свою историю, впереди у нас высокоширотная Российская орбитальная станция, там ожидается более слабая защита, и в каком-то смысле это — тоже шаг к Луне. У баллистиков есть концепция о том, что именно с этой орбиты очень удобно стартовать, чтобы сесть на лунную поверхность. Но эта орбита более открыта для космической радиации, и там больше галактического излучения, больше влияние так называемых тяжелых заряженных частиц. Изучая, как это все влияет на человека и отрабатывая методы защиты, мы в каком-то смысле приближаемся к Луне», — отметил Вячеслав Шуршаков.
По мнению ученых, человечеству очень повезло, что есть Луна, потому что это — та ступенька, с которой можно шагнуть в отдаленные уголки космоса. Именно на Луне можно отработать технологии получения воды, создания баз снабжения, строительства различных объектов, 3D-печати лунных модулей. Этим нужно пользоваться. При этом не стоит превращать ее в какой-то экзотический оазис, куда будут летать космические туристы и там наслаждаться жизнью.
«Давайте все-таки ее использовать такой, какая она есть, сохраняя лунную экологию», — подвел черту ученый.
По его прогнозам, первые российские астронавты попадут на Луну после 2030 года.
Тему возможного «обживания» Луны человеком развил декан факультета космических исследований МГУ им. М.В.Ломоносова Василий Сазонов. Он рассказал об уже имеющихся технологиях для строительства лунных баз. Дело это, как нетрудно догадаться, не только технически сложное, но и весьма затратное.
«У нас есть интересный проект выращивания растений в космосе для питания космонавтов. По оценкам специалистов, чтобы удовлетворить потребность одного человека в листьях салата, нужна 1 сотка или 100 кв метров для выращивания этой зелени. Каким образом организовать питание на Луне? Подсчитано, что один килограмм груза на орбите Международной космической станции стоит 10 тысяч долларов. Недельный рацион питания потянет приблизительно на 5 миллионов долларов», — подсчитал ученый.
Один из волнующих специалистов вопросов: является ли радиоактивным сам реголит? Если нет, то можно попробовать вырыть пещеру и на первых порах использовать ее в качестве базы. Еще один вопрос связан с организацией лунного трафика. Допустим, астронавты прилетели на Луну, а как им вернуться на Землю? Привезти с собой запас топлива? Но один запуск ракетоносителя «Союз» на МКС обходится в десятки миллиардов рублей. А тут речь о доставке тонн дополнительного груза! Еще одно узкое место — связь, космический Интернет.
В общем, пока вопросов очень много. Однако решимость ученых двинуться в сторону освоения новых космических рубежей столь велика, что очень хочется им верить и увидеть-таки в обозримой перспективе первого российского астронавта на Луне.
Светлана Беляева
Фото предоставлено Фондом А.Мельниченко
Нет комментариев