Чи має Місяць достатня кількість води для планування роботи Марса Роберта Зубрина?


11

У «Справі про Марс» Роберта Зубріна він викладає план поселення Марса (серед іншого) шляхом пошуку води та використанням електролізу для розбиття води на водень та кисень. Це забезпечує паливо для транспортних засобів та повітря для екіпажу. Чи може подібний план спрацювати для заселення Місяця? Чи вистачає ресурсів на Місяці, щоб поселення було самодостатнім? Чи достатньо води на Місяці, щоб це стало життєздатним?


3
Можливо, краще питання при дослідженні космосу, але це стосується планетарної науки (аналіз Місячної води), про яку йдеться тут.
закликав2voyage

Я думаю, що це зводиться до того, якщо місячний осьовий нахил стабільний. Якщо ні, то летючі речовини в полярних кратерах, можливо, не встигли накопичитися довго. Ось короткий останній розмова доктора Пола Д. Спудіса про місячний ІРУ: youtube.com/…
LocalFluff

О 18:50 у відео, яке я зв'язав вище, доктор Спудіс говорить, що орієнтовна кількість водяного льоду в місячних полярних кратерах становить 600 мільйонів метричних тонн. Достатньо для підживлення космічного човника (із Землі) щодня протягом 2200 років.
LocalFluff

Відповіді:


8

Самодостатність - неймовірно широкий термін. Ми можемо стверджувати, що так, на Місяці є вода, і що так, існують життєздатні способи виробництва необхідної електроенергії самостійкими способами, але справжнє питання полягає в тому, чи є на Місяці ділянки, які були б життєздатними для обох на одночасно.

Розумієте, найбільш вірогідним місцем, де на Місяці могла існувати поверхнева або поблизу підземна вода та бути придатною для масового видобутку, є її полярні, постійно темні області. Дійсно, космічний корабель ISRO (Індійська організація космічних досліджень) Чандраян-1 виявив докази води, що потрапила в поверхневі мінеральні речовини місячного реголіту в південному полярному регіоні місяця, вода, яка, ймовірно, походить від астероїдів і впливів комети, вбудовуючи її вглиб ядра місяця і вивільняючи як магматична вода ближче до поверхні. Будь-яка вода у вільній формі в інших регіонах Місяця, що піддаються впливу сонячного світла та сонячного випромінювання, сублімуватиметься у свою газову форму безпосередньо та при іонізації втрачатиме атоми водню, тому, хоча атоми водню та кисню все ще можуть бути певною мірою вбудовані в поверхню шари корисних копалин, видобуток, ймовірно, буде надто детальним.

Але де б ви не знайшли своє джерело води, вам все одно знадобиться велика кількість електроенергії для живлення вашої витяжної установки, пізніше використовуйте електроліз, щоб розділити молекулярну воду на складові її атоми і стиснути її в кріогенних умовах до їх діатомічних рідин, які є підходить як компонент палива, діатомовий рідкий кисень (або LOX) як ваш окисник, і вдвічі більший за молекулярну кількість двоатомного рідкого водню (або LH2), як ракетне паливо. Проблема з електроенергією полягає в тому, що якщо ви не принесли свої та багато чого на себе, щоб живити електростанції, ви, швидше за все, захочете використовувати сонячну енергію або вступити в місячний реголіт з вбудованим гелієм-3 (або 3 He) та підготуйте свій термоядерний реактор "Гелій-3" третього покоління. Дивіться, наприклад, цю мою відповідь даліКосмічне дослідження про те, як це можна зробити.

Таким чином, головним головоломкою щодо використання місячних ресурсів поки залишається пошук достатніх та життєздатних ресурсів води там, де існують також самостійкі способи отримання необхідної електроенергії. Один з варіантів, який я можу придумати, - це перебування на найбільш опроміненому Сонцем місячному екваторі та витягування ізотопів водню дейтерію та тритію, а також гелію-3 з місячного реголіту, і всі вони вбудовані там із викидів корональних мас (CME). Необхідний кисень може бути отриманий шляхом подрібнення окислених мінералів і давання їм потіти при наявності ізотопів водню в іонізованій воді, і гелій-3 може бути використаний, як згадувалося раніше, для підтримання реакції синтезу, що виробляє необхідну електроенергію, щоб пізніше розбити молекули води на складові її атоми водню та кисню шляхом електролізу.

Скільки цих ізотопів водню та гелію насправді вбудовано в місячний реголіт, і як довго ці відкладення зберігаються в ньому, можливо, залишаючись там принаймні деякий час через статичний заряд реголіту, коли його обстрілюють сонячне випромінювання, це, однак, зовсім інше питання, і ми не можемо відповісти на даний момент. Вивчення середовища місячного екзосфери та пилу є єдиною метою LADEE (Місячного дослідника атмосфери та пилового середовища), який ми ледве тільки запустили там. Ми дізнаємось приблизно через рік, чи вдасться надати переконливі наукові докази цих теорій, про які я щойно згадував.


Енергетична проблема на полюсах менша, ніж на екваторі, який страждає від темряви 14 днів. На місячних полюсах кратерні хребти з майже постійною інсоляцією розташовані поруч з постійно затіненими днами кратерів з водним льодом. Сонячні батареї можуть живити роботів у кратері під ними кабелем або, можливо, мікрохвильовими пічками. Гірничі операції складаються лише з нагрівання землі та збору летючих речовин, коли вони сублімуються.
LocalFluff

@LocalFluff Місяць теж має невеликий осьовий нахил, тож ті області постійного сонячного світла були б рідкісними та далекими між ними. IIRC лише декілька піків на північному полюсі місяця навколо одного кратера, і жоден на Південному полюсі, наскільки ми знаємо. Так, так, те, що ви говорите, можливо, якщо припустити, що один крупний кратер містить достатній запас водяного льоду. Ви б мали справу з величезним перепадом температур, і вам знадобиться декілька супутників реле на місячній полярній орбіті, якщо потрібні сполучення із Землею. Все це може бути набагато простіше зробити в ІМО місячного екватора. Але опублікуйте нову відповідь.
TildalWave

Ага так, ось воно; трохи детальніша інформація про цю статтю у Вікіпедії про Місяць: Пори року . Тут згадується ... чотири гірські райони на краю кратера Пірі на північному полюсі Місяця .
TildalWave

Карта, зв'язана нижче, показує час інсоляції на місячному південному полюсі. Найяскравіші кратерні ободи представляють понад 95% часу інсоляції. Це означає менше 36 годин на місяць у сплячому режимі або на накопиченій енергії (наприклад, паливних елементах, що використовують місцеві ресурси). apod.nasa.gov/apod/ap110423.html Те саме, що з лінією зору зв’язок із Землею, не потрібні місячні комунікації. Температура ґрунту на полюсах нижча через кута до Сонця і більш стабільна там, де інсоляція майже постійна. Оптимальні площі та ресурси великі порівняно із передбачуваними можливостями запуску ракет.
LocalFluff

1
@LocalFluff Гаразд, не потрібно переконувати мене в альтернативній можливій відповіді. Я написав своє, грунтуючись на інформації, яку я мав, і що, здавалося, має для мене найбільше сенсу. Здається, у вас є інша інформація та ідеї щодо здійсненності, тому напишіть іншу відповідь. Тим більше, тим веселіше. Я не одружений, який варіант я тут запропонував. ;)
TildalWave

4

Крім того, на Марсі є набагато більш значна атмосфера, що складається з ~ 95% СО2 (що є однією з головних точок, яку робить Зубрин), тоді як атмосфера Місяця зменшується порівняно. Чому це важливо? У поєднанні з подачею Водороду, який би приносився, ви могли б комбінувати СО2 з Н2 для отримання метану (CH4), який може використовуватися як ракетне паливо; вода також може вироблятися. Дивіться реакцію Сабатьє .

Сторінка 60 у "Справі про болота" також розповідає про переваги та недоліки паливних систем CH4 / O2 та CO / O2, коли перша є справді кращою альтернативою, якби був доступний водень. Також, якщо говорити про поселення, розвідка є найважливішою функцією. Паливо для транспортних засобів також може поставлятися за рахунок використання марсіанських атмосферних СО2.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.