Постройка базы на Луне будет зависеть от изобретательности
Цель программы НАСА Artemis - обеспечить присутствие человека на Луне - как никогда близка к тому, чтобы стать реальностью в течение следующих нескольких десятилетий. Но сегодняшним мечтателям приходится считаться с суровой реальностью строительства постоянной базы на безвоздушной, пыльной, подвергшейся радиационному воздействию скале за тысячи миль от дома. Насколько это может быть сложно? Ответ, очевидно, очень трудный. Но при тщательном планировании и инновациях это не кажется невозможным.
В обзорной статье, подготовленной исследователями Concordia и опубликованной в журнале Progress in Aerospace Science, авторы описывают многие очень серьезные проблемы производства и строительства на Луне, которые необходимы для обеспечения устойчивого и долгосрочного присутствия на Луне. Но они также предлагают решения, которые могут их преодолеть.
"Важнейшим шагом является создание возможности производить все необходимое на месте", - говорит Мохаммад Азами, кандидат технических наук из лаборатории аэрокосмической робототехники Университета Конкордия (CUARL). "Мы должны создать инфраструктуру, необходимую для производства необходимых инструментов, конструкций и систем для жизни на Луне".
Исследователи говорят, что для этого потребуется тесное использование трех важнейших технологий: 3D-печати, робототехники и искусственного интеллекта (ИИ).
Решения, предлагаемые впервые, для решения проблем, возникающих впервые
"Эти три технологии, работающие вместе, обеспечивают универсальность", - говорит соавтор Кшиштоф Сконецкий, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Института аэрокосмического дизайна и инноваций Конкордия.
"Они позволяют нам адаптивно и гибко реагировать на возникающие вызовы по мере их возникновения. Мы не можем предусмотреть все заранее".
Небольшая машина для 3D-печати сможет изготавливать специализированные детали и конструкции, необходимые для строительства, обслуживания и ремонта лунной инфраструктуры. Учитывая уникальные условия, в которых они будут использоваться, Сконецкий говорит, что многие инструменты будут столь же уникальными.
"Для всего, что необходимо построить, это, вероятно, будет впервые", - говорит он. "Это должно быть сделано на основе информации, полученной либо от астронавтов на месте, либо от специалистов на Земле, которые могут передать чертежи и заставить машины производить их, пока астронавты спят".
Обещание лунной пыли
На Луне также есть важнейший природный ресурс, который может сократить общую полезную нагрузку от запускаемых с Земли миссий по снабжению: лунный реголит, представляющий собой слой мелкой, но очень абразивной пыли, покрывающий поверхность Луны.
Исследования Азами в CUARL и Центре композитов Конкордии (CONCOM), недавно опубликованные в журнале Progress in Additive Manufacturing, привели к успешному прорыву, который может иметь решающее значение для производства и строительства на Луне: мобильному роботу для 3D-печати, который использует композит из полимера космического класса, называемого полиэфирэфиркетоном, и имитатор лунной пыли для создания сложных геометрических форм по индивидуальному заказу.
Дополнительным преимуществом реголита является то, что он является эффективным барьером от солнечной радиации. Его использование в строительстве в качестве радиоизолирующего слоя уменьшило бы необходимость в доставке аналогичных материалов с Земли.
"Долгосрочная задача состоит в том, чтобы перейти к использованию местных материалов не только в качестве наполнителя, но и в качестве основного ингредиента. Однако современные решения для этого требуют больших затрат энергии", - говорит Азами.
И Соединенные Штаты, и Китай заявили, что они намерены обеспечить долгосрочное присутствие на Луне к середине следующего десятилетия. Сконецкий говорит, что эти цели достижимы для небольших и непродолжительных миссий, таких как полеты на Международную космическую станцию или в антарктические исследовательские центры.
Долгосрочное присутствие создаст еще больше проблем, особенно в том, что касается влияния длительного пребывания на биологию человека, а также юридических вопросов, связанных с территориальными правами на Луну.
"Это очень важные, масштабные задачи. Производство - это часть очень большой головоломки", - говорит он.
