Возможно, при нашей жизни люди будут жить на Луне, а затем на Марсе

 Благодаря партнерству и 3D-печати НАСА планирует построить дома на Луне к 2040 году.

Луна — магнит, и она тянет нас назад.

Полвека назад астронавты Аполлона-17 провели три дня на этом рябом шаре, гравитационное притяжение которого воздействует не только на наши океаны, но и на наше воображение. В течение 75 часов астронавты ходили по Луне в своих скафандрах и ехали на луноходе, а человечество смотрело это по телевизору на расстоянии 240 000 миль. Программа «Аполлон» была закрыта после того, как они вернулись в Тихий океан в декабре 1972 года, и с тех пор Луна висит, неизведанная и пустая, как сирена в небе.

НАСА сейчас планирует возвращение. На этот раз пребывание будет долгосрочным. Чтобы это произошло, НАСА собирается построить на Луне дома, которые смогут использовать не только астронавты, но и обычные гражданские лица. Они полагают, что к 2040 году у американцев появится первое подразделение в космосе. Жизнь на Марсе не отстает. Некоторые представители научного сообщества говорят, что сроки НАСА слишком амбициозны, особенно в свете доказанного успеха новой высадки на Луну. Но все семь ученых НАСА, опрошенных для этой статьи, заявили, что цель к 2040 году в отношении лунных структур достижима, если агентство сможет продолжать достигать своих целей.

Космическое агентство США отправит на Луну 3D-принтер, а затем построит структуры, слой за слоем, из специального лунного бетона, созданного из каменной крошки, минеральных фрагментов и пыли, которая находится на верхнем слое лунного грунта. поверхность покрыта кратерами и клубится ядовитыми облаками всякий раз, когда ее потревожили — это лунный снимок плана, ставшего возможным благодаря новым технологиям и партнерству с университетами и частными компаниями.

«Мы переживаем решающий момент, и в некотором смысле это похоже на сон», — сказала Ники Веркхайзер, директор НАСА по развитию технологий. «В других отношениях кажется, что мы были неизбежны, когда пришли сюда».

Г-жа Веркхайзер, чья семья владела небольшим строительным бизнесом, когда она росла во Франклине, штат Теннесси, руководит созданием новых программ, машин и робототехники для будущих космических миссий.

По словам г-жи Веркхайзер, НАСА более открыто, чем когда-либо прежде, для партнерства с учеными и лидерами отрасли, что сделало игровое поле намного шире, чем во времена миссий «Аполлон». «Мы собрали всех нужных людей в нужное время с общей целью, поэтому я думаю, что мы добьемся ее», — сказала она. «Все готовы сделать этот шаг вместе, поэтому, если мы разовьем наши основные возможности, нет причин, по которым это невозможно».

Превращение проблемы в решение

Среди множества препятствий для проживания на Луне — пыль — мелкий порошок, настолько абразивный, что его можно резать, как стекло. Он клубится ядовитыми шлейфами и токсичен при вдыхании.

Но четыре года назад Рэймонд Клинтон-младший, заместитель директора научно-технического отдела Центра космических полетов имени Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама, вытащил доску, чтобы набросать идею домов, дорог и посадочных площадок. Да, пыль — это проблема. Но это также может быть решением.

Если дома на Земле можно было бы успешно напечатать на 3D-принтере из почвы, состоящей из найденных здесь минералов, подумал он, то дома на Луне можно было бы напечатать из почвы там, где температура может достигать 600 градусов и порочного сочетания радиации. а микрометеориты представляют опасность как для зданий, так и для тел.

НАСА призывает вернуться на луну Артемиду, названную в честь сестры-близнеца Аполлона. В ноябре прошлого года «Артемида I», первая из пяти запланированных лунных миссий, стартовала из Космического центра Кеннеди, имея на борту только роботов, облетела Луну и благополучно вернулась на Землю. Артемида II, которая будет перевозить четырех членов экипажа, включая первую женщину и первого чернокожего человека в истории, в 10-дневном полете по тому же маршруту, запланирована на ноябрь 2024 года. Год спустя эта миссия продолжится Артемида III, когда люди высадятся на поверхность Луны. До конца десятилетия запланированы еще две миссии с экипажем.

Доктор Клинтон, 71 год, говорит, что он знает, что среднестатистические американцы, возможно, не жили на Луне при его жизни, но для тех, кто всего на несколько десятилетий моложе его, это вполне возможно.

«Хотел бы я быть рядом и увидеть это», — сказал он.

«Когда мы говорим об устойчивом присутствии человека, для меня это означает, что у вас есть лунное поселение и люди постоянно живут и работают на Луне», — сказал доктор Клинтон. «Что это может быть, зависит только от воображения предпринимателей».

«Там нет Home Depot»

НАСА заключило партнерское соглашение с ICON, компанией строительных технологий, базирующейся в Остине, штат Техас, для достижения своей цели к 2040 году. ICON впервые получила финансирование от НАСА в 2020 году, а в 2022 году объявила о выделении дополнительных 60 миллионов долларов на космическую строительную систему, которую можно будет использовать за пределами Земли для печати всего, от посадочных площадок ракет до жилых домов, и все это из бетона, замешанного на месте. Пока планы представляют собой не более чем визуализацию, но для разработки концепций и проектов были привлечены архитекторы Bjarke Ingels Group и SEArch+ (Space Exploration Architecture).

Практически любой объект можно напечатать в 3D, и ICON и другие игроки в этой области рекламируют этот процесс как быстрое и экономичное решение жилищного кризиса в стране. 3D-печать создает объекты слой за слоем из цифрового файла; в своих строительных проектах на Земле ICON использует запатентованный строительный материал под названием Lavacrete.

Компания не новичок в амбициозных проектах и является создателем роботизированной крупномасштабной строительной системы Vulcan, которая использовалась для строительства некоторых из первых 3D-печатных домов в Северной Америке. К ним относится программа Austin’s Community First! Деревня, представляющая собой совокупность из 400 домов для бездомных, а также домов в деревне из доступных, устойчивых к ураганам домов для мексиканцев, живущих в бедности в отдаленном городке Накахука.

«Это удивительно естественный прогресс, если вы спрашиваете о том, как аддитивное строительство и 3D-печать могут создать лучшее будущее для человечества», — заявил в пресс-релизе Джейсон Баллард, исполнительный директор ICON.

Но печать в глубоком космосе – это другое измерение.

«Химия там та же, но физика другая», — сказал Патрик Суерманн, временный декан Школы архитектуры Техасского университета A&M, который тесно сотрудничает с НАСА в разработке строительной системы, которой могут управлять роботы в космосе.

По его словам, путешествие налегке имеет решающее значение, поскольку каждый дополнительный килограмм груза, перевозимый ракетой на Луну, стоит около 1 000 000 долларов. По словам доктора Суерманна, доставка материалов с Земли для строительства в космосе является неустойчивой. «И там нет никакого Home Depot. Так что вам придется либо знать, как использовать то, что там есть, либо отправлять все, что вам нужно».

Доктор Суерманн был профессором гражданского строительства в Военно-воздушной академии и строил проекты в самых отдаленных уголках планеты, от афганской провинции Гильменд до Полярного круга. Строительство в космосе, по его словам, напоминает ему об уроке, который он усвоил тогда: самые большие угрозы для жизни исходят не от других людей, а от самой окружающей среды.

«Мы построили базу практически из ничего в Афганистане. Все то же самое, только с большей радиацией и меньшей гравитацией», — сказал он. «И Мать-Природа и Солнечная система каждый раз будут побеждать».

«Первое дело» и мебель

Любое оборудование, которое отправляется на Луну, должно быть проверено на Земле, чтобы убедиться, что оно способно противостоять окружающей среде, поэтому у Маршалла также есть более дюжины испытательных камер, которые подвергают предметы такому же излучению и условиям термовакуума, которые они выдержали бы на Земле. В феврале 2024 года принтер ICON будет опущен в самую большую камеру для первого испытания.

«Если вы сможете выжить в наших камерах, то, скорее всего, вы выживете и в космосе», — сказал Виктор Притчетт, директор отдела экспериментальных жидкостей и экологических испытаний компании Marshall.

И прежде чем НАСА и компания смогут строить дома, НАСА необходимо построить посадочные площадки, чтобы, когда ракеты с 3D-принтерами приземлятся на Луну, можно было смягчить распространение поднимающейся пыли.

Ученые НАСА в настоящее время работают над совершенствованием моделируемого лунного бетона, который сможет заменить лунный материал во время проведения испытаний на Земле. В Маршалле, в невзрачной лаборатории глубоко в недрах одного из невысоких зданий, ученые проводят испытания сфер имитации лунной пыли, которую налили и бросили в небольшой цилиндр. Они выглядят не так уж и много — всего лишь округлый кусок бетона, достаточно маленький, чтобы поместиться в вашу ладонь, — но если поднести их к плазменной горелке, они могут выдержать температуру до 3400 градусов по Фаренгейту. Это дает ученым надежду, что когда они построят настоящий объект, он будет хорошо работать в условиях настоящей посадки ракеты, где температура достигает уровня адского огня.

«Первое, что необходимо сделать, — это подтверждение концепции. Можем ли мы на самом деле превратить почву на лунной поверхности в строительный материал?» сказала Дженнифер Эдмансон, ведущий геолог Центра космических полетов Маршалла по этому проекту. «Нам нужно начать эту разработку сейчас, если мы собираемся создать среду обитания на Луне к 2040 году».

Конечно, дом состоит не только из стен — даже в космосе людям нужна дверь, чтобы войти и выйти, а оказавшись внутри, им нужны предметы, на которых можно сидеть и спать, а также все другие жизненные принадлежности.

По словам доктора Эдмунсона, НАСА работает с несколькими университетами и частными компаниями над созданием прототипов космической мебели и дизайна интерьера. Исследовательский центр Эймса НАСА, работающий с исследователями из Стэнфордского университета, даже отделил некоторые минералы из синтетического лунного грунта, чтобы получить плитку разных цветов, например зеленого, серого и белого, которую потенциально можно было бы использовать даже для кухонь и ванных комнат.

Prime Real Estate действительно находится на Марсе

Общее видение ICON и НАСА заключается в создании космической системы лунного строительства под названием Олимп, управляемой на Земле людьми, имеющими опыт в новой области космического строительства. Для этих технических специалистов занятия уже идут.

«Через 10 лет строительные технологии могут сильно измениться, типы роботов, которые мы используем, могут быть совсем другими, и искусственный интеллект, который мы используем, будет другим. Но что мы можем сделать прямо сейчас, так это разработать стратегии обучения, которые подготовят строителей к будущему», — сказал Амирхосейн Джафари, доцент кафедры строительных технологий в Университете штата Луизиана, который помогает разрабатывать тренинги на основе моделирования для строительные бригады, которые будут координировать свои действия с роботами в космосе.

Его коллега Али Каземян работает с НАСА над самим материалом для печати, уделяя особое внимание безводному бетону, созданному из смоделированных версий горного материала, существующего на Луне. Доктор Каземян видит в богатых лунных минералах еще более глубокий потенциал, чем просто бетон, для 3D-печати: он видит ресурсы, которые могут широко использоваться теми, кто остался на Земле.

«Люди говорят о людях, живущих на Луне», — сказал он. «Но есть и другой вероятный сценарий. В какой-то момент на Земле у нас закончатся ресурсы. Так что создание шахт и полностью автоматизированных заводов на Луне тоже возможно».

Ученые НАСА говорят, что еще слишком рано рассматривать рыночную стоимость домов на Луне или даже то, как может выглядеть структура собственности на лунные жилища. Но они признают, что Луна представляет собой потенциально значительный запас неиспользованных ресурсов, и что другие страны, несомненно, будут заинтересованы в ней.

В прошлом месяце Индия высадила космический корабль на Луну, заслужив звание первой страны, когда-либо приземлившейся вблизи южного полярного региона, где, как полагают, поджидает самый ценный из ресурсов — вода. Это достижение произошло всего через два дня после того, как российский корабль разбился перед попыткой приземления, после того как ему не удалось приспособиться к своей орбите. Американские астронавты, как известно, установили свой флаг на поверхности Луны в 1969 году, но двумя годами ранее Договор о космосе 1967 года, многосторонний договор, лежащий в основе международного космического права, провозгласил, что на самом деле никто не может владеть Луной.

«Соглашения Артемиды», инициированные Соединенными Штатами вместе с семью другими странами-учредителями в 2020 году, обновили принципы мирного совместного исследования Луны и в настоящее время подписаны 29 странами, включая Великобританию, Японию, Италию, Канада и Бразилия. Но примечательно, что ни Китай, ни Россия его не подписали.

По словам г-жи Веркхайзер, защита, право собственности и международные претензии на Луну и Марс не входят в компетенцию НАСА. Но на данный момент, по ее словам, в этой новейшей итерации космической гонки, по ее мнению, мировое сообщество чувствует себя единым.

Луна – не последний рубеж. В стремлении НАСА построить на Луне есть более длинная и далеко идущая цель: добраться до Марса.

Луна является удобным местом для стоянки, поскольку НАСА считает, что вода на лунной поверхности может быть преобразована в ракетное топливо. Космический корабль, путешествующий с Земли на Марс, может сделать остановку на Луне, где астронавты смогут размять ноги, перекусить внутри 3D-печатной конструкции, а затем заправиться перед тем, как отправиться на пресловутую дорогу.

В Хьюстоне в июне с большой помпой четыре астронавта НАСА помахали рукой собравшейся толпе, а затем вошли в Марсианскую дюну Альфа, сооружение площадью 1700 квадратных футов, которое было напечатано на 3D-принтере компанией ICON с использованием Lavacrete, окрашенного в тот же цвет выжженной ржавчины. как и сам Марс. Затем они заперли двери и проведут следующий год, живя в смоделированных условиях, чтобы попрактиковаться в течение одного дня, проживая на Марсе в реальности.

Источник