В середине июля итальянские и американские ученые впервые доказали, что под лунной поверхностью скрываются протяженные системы лавовых пещер. Они могут стать гораздо более удобным местом для размещения лунной базы, чем купола на поверхности, которые так любят рисовать фантасты. Впрочем, чем дальше, тем меньше во всем этом фантастики: новая космическая гонка подталкивает ведущие страны к освоению спутника Земли не только ради науки и престижа, но и ради его природных богатств.
Житница в космосе
«Услышьте меня, товарищи! Каждый груз, который вы отправляете на Терру с кораблями, приговаривает ваших внуков к медленной смерти. Чудо фотосинтеза, цикл растение – животное – замкнутый цикл. Вы разомкнули его, и это ваша собственная кровь струится по орбите, ведущей вниз, к Терре. Не высокие цены нужны нам – деньги есть не будешь! Нам необходимо положить конец нашим потерям. Абсолютное, полное эмбарго. Луна должна перейти на самообеспечение!» — с этого призыва началась революция на Луне в книге Роберта Хайнлайна «Луна — суровая хозяйка» (The Moon Is a Harsh Mistress), написанной в 1965 году.
Очень люблю этот роман, там затронута масса тем, актуальных и сегодня — таких как искусственный интеллект, дипфейки и многое другое. А еще там описана возможная модель лунной экономики.
Хайнлайн писал роман в разгар первой «космической гонки» между США и СССР. Видимо, он чувствовал, что скоро люди впервые высадятся на Луне и это действительно произошло всего четыре года спустя. В своей книге писатель пытался ответить на вопрос «Что дальше?»
По его версии к 2075 году Луна стала для Земли этакой Австралией — местом, куда ссылают преступников. Бывшие заключенные адаптировались, нашли на Луне воду (в виде залежей льда) и благодаря наличию большого количества солнечной энергии научились выращивать в подземных (подлунных?) туннелях гидропонные сельхозкультуры, причем настолько успешно, что их хватало не только для собственного пропитания, но и для массированного экспорта продовольствия на перенаселенную Землю.
Однако, как указал в процитированной выше речи один из лидеров лунной революции профессор Бернардо де ла Паз, такая модель экономики неизбежно вела к быстрому истощению невозобновляемых ресурсов, прежде всего воды. Не буду пересказывать сюжет (вдруг кто-то еще не читал эту выдающуюся книгу), но в итоге взаимоприемлемое решение проблемы было найдено. Это в книге, в реальности все сложилось совершенно иначе. Сейчас прямо на наших глазах разворачивается «космическая гонка 2.0»: на этот раз главные соперники США и Китай. Но вопросы она вызывает те же самые.
Кто первый
Я писал о новой космической гонке в конце января этого года, и с тех пор много чего произошло. В частности, уже в феврале прилунился посадочный модуль Odysseus, созданный стартапом из Техаса Intuitive Machines. Он стал первым американским аппаратом, опустившимся на Луну c 1972 года, а также первым в истории успешно прилунившимся модулем, созданным коммерческой компанией на средства частных инвесторов. Компания собирается предоставлять услуги по доставке грузов на Луну, а также обеспечивать инфраструктуру и связь, свежая рекомендация аналитиков инвестбанка B. Riley, кстати, — покупать. Рекомендация связана, в частности, с тем, что конкуренция в космосе обостряется — 25 июня вернулась китайская лунная миссия «Чанъэ-6», которая впервые в истории сумела доставить на Землю почти 2 кг образцов грунта с обратной стороны Луны. В планах Китая к 2030 году отправить на Луну экипаж, а к 2040 году создать постоянную лунную базу около южного полюса.
Американская лунная программа Artemis собирается вновь отправить человека на спутник Земли чуть раньше — в 2026 году и тоже имеет конечной целью создание на южном полюсе постоянной лунной базы. Основным кораблем для программы Artemis должна стать сверхтяжелая ракета Starship, которую разрабатывает компания SpaceX Илона Маска.
Конечно, у американцев есть огромное преимущество — опыт программы Apollo, в ходе которой удалось осуществить целых шесть успешных посадок и возвращений экипажей со спутника Земли.
Однако тот же опыт говорит нам, что политическое соперничество — плохой двигатель для космических исследований. Политика меняется, международное напряжение ослабевает, а вместе с тем иссякает и поток государственных финансов.
Первая высадка человека на Луну вызвала в США огромный энтузиазм и достигла своей политической цели — доказать лидерство США в космосе. Однако все последующие миссии привлекли гораздо меньше интереса, и финансирование программы Apollo было свернуто, отмечают в американском аэрокосмическом агентстве NASA. Ожидается, что расходы на программу Artemis к 2025 году достигнут фантастических $93 млрд, не считая десятков миллиардов долларов на исследования и разработки, и исполняющего обязанности генерального инспектора NASA Джорджа Скотта уже «поджаривают» за это в Конгрессе. Что снова возвращает нас к вопросу, которым задавался Хайнлайн: «Что дальше?»
Пещерные люди
Надеюсь, преступников на Луну мы ссылать не будем, но ответ на главный вопрос об освоении спутника Земли меняется в зависимости от того, что мы о нем знаем, а новая информация (снова спасибо космической гонке) появляется постоянно.
На прошлой неделе ученые из итальянских и американских университетов опубликовали статью, из которой следует, что под лунной поверхностью может скрываться обширная сеть лавовых пещер. Фотографии давно показали наличие странных «ям», которые не являются метеоритными кратерами. Предположения, что это могут быть обрушения сводов лавовых пещер высказывались еще 50 лет назад, но надежных подтверждений этому не было. И вот, исследуя показания радаров лунного орбитального наблюдательного модуля запущенного NASA еще в 2009 году, ученые смогли доказать, что одна из таких ям в Море спокойствия (расположенная, кстати, неподалеку от места посадки миссии Apollo-11) является входом в туннель протяженностью как минимум в «десятки метров».
Хелен Шарман, первой из британцев совершившая полет в космос, рассказала BBC News, что недавно обнаруженная пещера выглядит как «хорошее место для базы». Дело в том, что лунная поверхность, не защищенная, как на Земле, атмосферой, подвергается воздействию солнечной радиации, метеоритов и резких перепадов температур. Пещеры, в которых сохраняется стабильная температура около +17 градусов Цельсия, а толстый слой камня над головой защищает от радиации и метеоритов, могли бы стать почти идеальным местом для размещения постоянной базы людей на Луне.
Окей, пещеры — это хорошо, но что насчет воды? Американский стартап Astrobotic предлагает, например, доставку грузов на поверхность Луны по цене «всего лишь» $1,2 млн за килограмм. По мере развития технологии цена, вероятно, понизится, однако понятно, что возить на Луну воду с Земли будет слишком непрактично в любом случае, а без воды человек жить не может. К счастью, исследования последних лет подтверждают, что вода на Луне есть — как в виде льда в густой тени лунных кратеров на полюсах (не зря именно туда «целятся» своими базами и китайцы, и американцы) так и в лунных породах. Вода — это ключевой элемент, помимо питья, ее можно использовать для получения кислорода (дыхание) и водорода (ракетное топливо), а также для выращивания растений.
Впрочем, до экспорта продуктов на Землю дело вряд ли дойдет — запасы воды на полюсах оцениваются максимум в 1 млрд тонн на каждом. Кажется, что это много, но на самом деле всего 2 кубических километра. На Земле воды, для сравнения, почти 1,4 млрд кубических километров. Посылать лунную воду «вниз» действительно было бы расточительным безрассудством, а вот использовать (конечно, с полным рециклингом) для стабильного поддержания жизни постоянных баз — вполне разумно.
Элемент будущего
Все это, возможно, позволит создавать самодостаточные (ну или почти самодостаточные) лунные базы, но чем они могут заниматься, на чем зарабатывать? Американский стартап Interlune утверждает, что знает ответ. В марте этого года он объявил, что получил $18 млн на разработку лунного комбайна — автоматизированного комплекса, который будет перерабатывать лунный грунт реголит и добывать из него гелий-3 — очень редкий на Земле изотоп гелия. Он возникает в термоядерных реакциях на Солнце и разносится по солнечной системе вместе с потоками других частиц, так называемым «солнечным ветром». Однако магнитное поле Земли отклоняет солнечный ветер и гелий-3 на нашу планету почти не попадает, зато реголит, как считается, содержит его относительно много: один грамм на десятки или, возможно, сотни тонн лунного грунта.
Этот редкий изотоп гелия уже применяется для создания квантовых компьютеров, медицинских магнитно-резонансных томографов высокого разрешения и детекторов нейтронов. Однако самой перспективной сферой считается термоядерный синтез, для которого гелий-3 мог бы стать очень эффективным и безопасным топливом. Инвестпортал The Motley Fool подсчитал, что лунный гелий-3 способен обеспечить энергетические потребности США на 80 000 лет вперед.
Это дело будущего, но уже сейчас гелий-3 с его ценой порядка $30 000 за грамм — единственный лунный ресурс, цена которого может экономически оправдать его добычу и транспортировку на Землю, пишет El Pais.
«Впервые в истории добыча природных ресурсов на Луне стала технологически и экономически осуществимой», — полагает сооснователь Interlune, бывший президент космической компании Джеффа Безоса Blue Origin Роб Мейерсон.
