Penambang bulan sangat gembira minggu ini apabila para saintis mengatakan bahawa mereka telah menemui bukti yang kuat untuk ais air di permukaan bulan. Terdapat lebih banyak ais di sana daripada yang kita fikirkan, dan sekarang kita tahu dengan tepat di mana ia berada. Ini dapat memudahkan pengekstrakan air masa depan.
Jauh sebelum penemuan ini, para saintis berusaha mencari air yang mungkin tersembunyi di permukaan bulan. Ini adalah sumber yang akan sangat berharga untuk misi jangka panjang ke Bulan di masa depan, kerana air sangat penting untuk kehidupan di Bumi. Ia dapat dikitar semula di habitat lunar atau digunakan untuk minum atau mandi. Juga, dengan pertolongannya, adalah mungkin untuk menanam tanaman yang diperlukan untuk memberi makan kepada penduduk bulan yang akan datang.
Mungkin penggunaan terbesar dan segera untuk air bulan adalah bahan bakar roket. Komponen utama air - hidrogen dan oksigen - adalah dua bahan terpenting yang digunakan dalam bahan bakar roket. Dan jika anda membuat bahan bakar roket dari air di bulan, akan menjadi lebih baik untuk menjimatkan wang untuk misi bercita-cita tinggi di angkasa. Buat masa ini, roket yang meninggalkan Bumi mesti membawa semua bahan bakar yang mereka perlukan. Tetapi menggunakan ais lunar, roket dapat diisi bahan bakar ketika berada di ruang angkasa, dan sampai ke tempat yang lebih jauh dengan lebih sedikit wang.
Adakah air lebih baik daripada minyak?
"Ideanya adalah untuk membuat sejenis rantaian bekalan di luar bumi untuk produk tertentu - khususnya untuk air sebagai bahan bakar - untuk menjadikannya lebih mudah untuk berpindah dari satu badan ke badan lain di angkasa," kata Julie Brisset. Felo Penyelidik, Institut Angkasa Florida.
Menghantar sesuatu ke angkasa selalu mahal. Sekiranya anda mahu satelit anda keluar dari graviti Bumi, anda akan memerlukan banyak bahan bakar untuk masuk ke orbit. Sebenarnya, sebilangan besar berat yang dibawa oleh roket ketika dilancarkan berasal dari bahan bakar. Dan semakin jauh ke ruang yang anda lalui, semakin banyak bahan bakar yang anda perlukan. Lebih banyak tenaga diperlukan untuk melepaskan diri dari graviti planet ini. Oleh itu, misi ke ruang dalam menjadi semakin mahal, kerana roket besar diperlukan dan banyak bahan bakar diperlukan.
Tetapi bagaimana jika, alih-alih mengambil bahan bakar di Bumi, Anda dapat mengisi tangki dengan bahan bakar yang sudah ada di angkasa? Kemudian misi ke ruang dalam akan menjadi biasa seperti perjalanan dari satu kota ke kota lain. "Bayangkan anda harus keluar dari Denver dan tidak ada stesen minyak dalam perjalanan dan anda harus membawa gas ke New York," kata George Sowers, profesor di Colorado School of Mines dan mantan naib presiden United Launch. Perikatan. "Anda pasti tidak akan mendapatkan semua ini di dalam kereta. Kita mesti menaiki treler. " Inilah sebabnya mengapa idea pengembangan bulan sangat menarik. Air di bulan dapat ditambang, dipecah menjadi bahan bakar roket, dan diangkut ke orbit bumi atau lingkaran rendah. Roket tidak perlu besar untuk membawa semua bahan bakar bersamanya. Mereka hanya boleh berlabuh dengan stesen minyak dan mengisi minyak untuk perjalanan jauh.
Video promosi:
Mengangkut bahan bakar dari Bulan ke tempat lain di angkasa akan jauh lebih murah daripada mengangkut bahan bakar dari Bumi. Di bulan, satu perenam dari graviti Bumi, yang bermaksud lebih sedikit tenaga diperlukan untuk melepaskan diri dari permukaan. Sowers baru-baru ini menganalisis kos pengangkutan bahan bakar bulan ke lokasi yang berlainan di angkasa. Menyampaikan air bulan ke orbit Bumi rendah, misalnya, lebih murah daripada menghantarnya dari Bumi, walaupun planet kita lebih dekat. "Jika anda akan menggunakan bahan bakar ini di orbit Bumi rendah, penjimatan akan menjadi 20-30 persen jika Anda menggunakan bahan bakar bulan dan bukan bahan bakar daratan," kata Sowers.
Para saintis telah berkhayal untuk mengubah air bulan menjadi bahan bakar roket selama beberapa dekad, sejak bukti kesesuaian tiang bulan untuk mengembangkan ais muncul. Pada tahun 1994, kajian bersama oleh NASA dan tentera AS yang disebut Clementine menunjukkan bahawa air ada di kawah di kutub bulan. Tempat-tempat ini tidak pernah melihat cahaya Matahari dan tidak pernah mencapai suhu melebihi -250 darjah Fahrenheit. Beberapa misi ke bulan sejak itu mengesahkan bahawa mungkin ada air di kawasan itu. Pada tahun 2009, NASA menjatuhkan kapal angkasa LCROSS ke kawah di kutub selatan bulan untuk melihat bahan apa yang akan dikeluarkan. Didapati bahawa pembuangan air adalah 5% air.
Namun, satu kajian yang diterbitkan minggu ini di PNAS menunjukkan bahawa beberapa kawasan bulan dapat terendam air. Para saintis dari University of Hawaii dan Brown University menganalisis data yang dikumpulkan oleh kapal angkasa Chandranayan 1 India yang berlayar ke bulan pada tahun 2008. Dengan menggunakan salah satu instrumen kapal itu, mereka dapat memetakan kawasan ais di bulan dengan mengukur daya kilas air. Mereka juga memeriksa tempat-tempat ini dalam cahaya inframerah dan menentukan bahawa air berbentuk es, bukan cair atau wap. Mereka tidak hanya mengesahkan bahawa ais air ada di permukaan bulan, tetapi beberapa kawasan di bumi adalah 20-30 persen ais. Bergantung pada seberapa dalam ais berada di bawah permukaan, adalah mungkin untuk memetakan di mana komponen-komponen untuk pendorong akan diekstraksi.
Sebuah depot bahan bakar di orbit bumi rendah membuka kemungkinan baru untuk misi di angkasa. Sebagai contoh, seseorang dapat membina kapal tunda - roket yang duduk di angkasa, mengisi bahan bakar berulang-ulang kali, dan membawa satelit ke destinasi yang diinginkan. Kini satelit, yang dilancarkan ke orbit tinggi, menghabiskan masa dari enam bulan hingga setahun untuk perlahan-lahan naik lebih tinggi menggunakan mesin onboard. Selama ini, mereka tidak dapat melakukan pekerjaan mereka dan tidak membawa wang. Tetapi dengan tarikan angkasa, satelit dapat dikerahkan di orbit bawah menggunakan roket kecil, dan kemudian digunakan oleh kapal angkasa untuk membawa satelit ke orbit yang diinginkan hanya dalam beberapa hari. Ini akan menjimatkan wang operator satelit: mereka tidak perlu melancarkan roket besar untuk membawa kargo mereka ke angkasa.dan mereka akan mempunyai lebih banyak masa untuk bekerja dengan rakan mereka.
Jadi ya, air bulan sejuk seperti bahan bakar, tetapi tidak mudah untuk memulakan penambangannya. Pertama, anda perlu melakukan pengintaian secara meluas. Berkat kajian PNAS, saintis pada dasarnya telah membuat peta yang menunjukkan tempat untuk mencari kawasan paling sejuk dalam ais air di kutub bulan. Langkah seterusnya adalah menghantar modul pendaratan dan peninjau untuk mencari laman web terbaik. Para saintis belum mengetahui sama ada ais itu berbentuk slush bercampur dengan ais, atau dalam bentuk blok pepejal yang dicampurkan dengan bahan permukaan lain. Kami tahu bagaimana merancang peralatan pengekstrakan. Kami tidak tahu peralatan apa yang harus digunakan,”kata Metzger.
Satu idea adalah menggali tanah bulan dengan penggali yang menghantar bahan ke pemproses. Pemproses memisahkan ais dari tanah semasa proses pemanasan dan memecah air menjadi unsur asas menggunakan elektrik. Sebilangan bahan bakar yang dihasilkan kemudian digunakan untuk melancarkan sisa air dari Bulan ke dalam kenderaan ke depot bahan bakar.
Sudah tentu, semua ini akan mahal. "Semuanya datang ke analisis biaya," kata Metzger. "Lebih murah melancarkan bahan bakar roket dari Bumi, atau lebih murah melancarkan peralatan ke angkasa sekali dan kemudian mengekalkan peralatan itu dan menggunakannya untuk terus membuat bahan bakar roket di angkasa?" Berdasarkan analisis oleh Metzger, Brissé dan Sowers, mereka menyimpulkan bahawa memerlukan masa sepuluh tahun untuk melabur dalam perlombongan di Bulan sebelum menghasilkan keuntungan. Tetapi kerana perlombongan bulan adalah perniagaan yang berisiko, kapitalis teroka mungkin tidak mahu terlibat secara aktif dalam perniagaan ini.
Inilah sebabnya mengapa pasukan tersebut mencadangkan agar NASA membiayai pembangunan perlombongan awal. Oleh itu, pelabur komersial lebih cenderung untuk bekerjasama dengan agensi yang berwibawa yang dapat menanggung sebahagian kosnya.
NASA tidak akan memberikan perkhidmatan kepada pelabur: agensi ruang angkasa telah menyarankan bahawa sehingga 100 metrik tan bahan bakar mungkin diperlukan setiap tahun untuk bahan bakar kapal angkasa yang meninggalkan permukaan bulan dari dasar. Sekiranya semua ini dilancarkan dari Bumi, ia memerlukan sekitar $ 3,5 bilion setahun. Penjimatan dari penciptaan bahan bakar bulan akan menjadikan misi ke Bulan dan Marikh lebih murah. "Misi ke Marikh akan lebih murah, dan semua yang kita lakukan di luar Bumi juga," kata Sowers. Sebagai contoh, menggunakan bahan bakar bulan untuk mengisi bahan bakar roket akan mengurangkan kos terbang ke bulan dari Bumi dengan faktor tiga, kata Sowers. Ini penting memandangkan NASA akan melakukan misi manusia ke bulan lagi.
Ilya Khel
