Програмата на „Артемида“ на НАСА ще отбележи важен етап в историята на космическите полети на САЩ, когато излети в края на 2024 г. Не само защото за първи път американски астронавти ще пътуват към Луната след 70-те години на миналия век, но и защото ще бъде първата възможност за жена астронавт да стъпи на Луната.
Мисията на „Артемида“ ще изпълни ключовите основи, необходими на човечеството за по-нататъшно изследване и потенциално колонизиране на най-близкия ни небесен съсед, както и в крайна сметка ще служи като отправна точка в стремежа да достигнем Марс.
Като се има предвид колко негостоприемно е космическото пространство за човешката физиология и психология, НАСА и нейните партньори ще се изправят пред значително предизвикателство пред изпълнението на тази задача.
В ерата на мисията „Аполо“ идеята за изграждане дори на полупостоянно присъствие на повърхността на Луната беше смешна – до голяма степен защото многобройните проби от лунен реголит, събрани и върнати на Земята през този период, бяха „установени като напълно сухи”, казва Роб Мюлер, старши технолог в развитието на усъвършенствани проекти в НАСА. „Това беше общоприетата мъдрост, че няма вода на Луната и така в продължение на много години това беше предположението, поддържано в общността.“
Едва в края на 90-те години неутронният спектрометър на борда на мисията „Лунен проспектор“ на НАСА намери издайнически доказателства за водородни атоми, разположени на полюсите на Луната, което предполага потенциалното присъствие на воден лед. И едва през миналия октомври мисията SOPHIA открива вода на осветената от слънцето повърхност на Луната и установява, че водата не е само в дълбоки, тъмни лунни кратери.
„Имахме индикации, че H2O – познатата ни вода, може да присъства на осветената от слънцето страна на Луната“, каза тогава Пол Херц, директор на отдела по астрофизика в дирекция „Научна мисия“ в централата на НАСА. „Сега знаем, че водата е там. Това откритие оспорва нашето разбиране за лунната повърхност и повдига интригуващи въпроси относно ресурси, свързани с изследването на дълбокия космос.“
Въз основа на тези нови доказателства, Мюлер изчислява, че на Луната има достатъчно воден лед, за да „изстрелва превозно средство като космическата совалка всеки ден в продължение на 2000 години. Така че има много вода на Луната. Номерът е, че трябва да я намерим, да я добием и след това да я използваме икономически. „
Откритието, че Луната съдържа вода, която може да се използва както за утоляване на жаждата на астронавтите, така и за захранване на тяхната ракета – може да даде възможност за използване на ресурс, какъвто не сме предполагали, казва Пит Карато, старши инженер-консултант в Bechtel Corporation. „И така, следващата златна треска за мен е към южния полюс на Луната.“
Това е така, защото по-големите натрупвания на вода се намират в постоянно засенчени региони, където слънчевите лъчи за затопляне не могат да достигнат леда и да го изпарят от повърхността на Луната. Проблемът е, че температурата в тези региони се движи около 40 градуса по Келвин, което е по-студено от течния азот. Толкова е студено, че дори съвременните минни платформи, построени за най-екстремните среди на Земята, биха имали трудности да работят там. „Ако метални части бъдат поставени в толкова студена среда, те стават почти като стъкло“, заявява Карато.
„Също средата е силен вакуум на Луната, така че ще има някои наистина странни проблеми като студено заваряване на метали“, добави Мюлер. „Ако две метални повърхности са изложени една на друга, те всъщност могат да се свържат в твърд вакуум и това сме виждали и преди в космоса. Това е добре известен проблем. „
Вездесъщият, остър като бръснач, потенциално увреждащ ДНК електростатичен прах, открит на Луната, също представлява опасност за колонистите – този, с който НАСА се бори, откакто астронавтът на Аполо 17 Харисън Шмит хвана първия случай на „лунна сенна хрема. ” Този прах не само се прилепва към роувъри и скафандри, а малките частици се вливат в чувствителна електроника, филтри, ципове и фуги. НАСА разработи специално покритие за противодействие на електрическото привличане на праха, но неговата ефективност в мащаб остава да се види. Самите микрометеорити, чиито удари с повърхността създават този опасен прах, също ще трябва да бъдат взети предвид при проектирането на лунните местообитания.
Но за разлика от ерата на „Аполо“, която се случваше по време на Студената война, този път американското правителство не прави проекта само. Програмата Artemis дълбоко координира усилията си заедно с множество международни и търговски партньори като SpaceX, която има за задача да достави парчета от лунния шлюз в орбита около Луната през 2024 година.
„Това ще ни позволи да го направим на разумна цена с може би възвръщаемост на инвестицията, но не можем да го направим като НАСА. НАСА е правителствена агенция, ролята на правителството е да улеснява индустрията “, обясни Мюлер. „Правителството създава рамката, инфраструктурата и всички процеси, правната рамка, комуникациите, стартовите площадки. Всичко това е необходимо и тогава частната индустрия може да влезе и да направи това, което те знаят как да правят, което е да спечелят пари и да създадат икономически ефективна система. „
Въпреки че партньорството с други държави в това начинание е чудесен начин да се разпределят предварителните разходи, това може да доведе до конфликти относно това коя държава-членка ще получи достъп и права до кои ресурси. В момента такива въпроси се уреждат от Договора на ООН за космическото пространство от 1967 г., но езикът му не е напълно ясен, оставяйки правилата отворени за различни четения. „Тълкуването на САЩ е, че ние няма да претендираме за земята и няма да претендираме за суверенитет, но ние имаме право да използваме ресурси и търговската индустрия има право да използва ресурсите“, каза Мюлер.
Нещо повече, Договорът за космическото пространство няма специфични механизми за прилагане и тепърва трябва да бъде ратифициран от всички страни, подписали го, правейки правилата му по-скоро като предложения. Споразуменията от „Артемида“ също са насоки, а не директиви, макар че ако достатъчно държави се подпишат и действат в неговите рамки, продължи той, „с течение на времето става фактически закон“.
Марс поставя много от същите предизвикателства в изследването и евентуалната колонизация, каквито поставя и Луната, като смъртоносна радиация, удари от микрометеорити и прилепващи прахови частици – да не говорим за шестмесечното пътуване, необходимо за достигане до планетата, в сравнение със само три дни до Луната. Това огромно разстояние също натоварва способността за дистанционно управление на роувъри и други роботизирани системи, които се изпращат на Червената планета поради дълготрайното комуникационно забавяне.
Потенциалните изследователи и колонисти също ще трябва да се борят с широките температурни диапазони, които съществуват при всяка дестинация. Например на Луната слънчевата страна може да бъде гореща до 125 градуса по Целзий, докато сенчестата страна може да падне до -175 по Целзий, причинявайки интензивно топлинно напрежение върху обектите, които се движат между тях. Защитата от галактическа и слънчева радиация също ще трябва да се вземе предвид, както и всички решения относно това къде да се установи на повърхността съответната база на заселници. Засенчените долини и местоположенията на скали предлагат по-висока степен на естествена защита, така че ще трябва внимателно да се анализира местната топография, когато се избират места за заселване.
Едно потенциално решение на радиационния проблем би било да се укрепят изкуствените местообитания с 3D отпечатана черупка, направена от самата марсианска почва, отбеляза Ксавие Де Кестелие, ръководител на дизайнерски технологии и иновации в Hassell.
Поддържането на физическото и психическото здраве на екипажа при тези все по-продължителни мисии ще бъде от първостепенно значение и ще трябва да се извършва без помощ от дома. Колкото по-далеч пътуваме от Земята, „медицинските модели, от които може да се нуждаем, и психологическият натиск върху екипажа ще бъдат различни“, каза Бет Хийли, ръководител на спешна клиника в Hôpital Du Valais. По време на мисията всеки член на екипажа ще бъде призован да изпълнява множество роли извън индивидуалните си специалности.
Ако успеем да преодолеем тези предизвикателства, обаче, наградите ще бъдат значителни. „Много е трудно да живееш в космоса“, казва Мюлер. „Добрата новина е, че има много ресурси в нашата Слънчева система и извън нея, има почти безкрайно количество ресурси в сравнение с това, което имаме на Земята. “ Те включват всичко – от вода, атмосферни газове, летливи вещества, енергия и редки метали до отпадъците от собствените боклуци на екипажа. „Ако има слънчева светлина, значи има достъп до енергия“, продължава Мюлер.
Човечеството вече е показало, че е способно да обитава някои от най-негостоприемните райони на Земята, като станция Конкордия в Антарктида. С продължително усърдие, изследвания и международно сътрудничество, скоро може да достигнем и обитаваме и извънземни светове.
