Jest rok 3000. Po zużyciu wszystkich naturalnych zasobów Ziemi ludzie stali się rasą kosmiczną i założyli kolonie na Księżycu. Ogromne, zapieczętowane kopuły skupiają się na jej powierzchni, mieszkając w miastach zamieszkanych przez setki tysięcy ludzi. Ten zimny, szary kamień w jakiś sposób stał się nowym domem ludzkości.
Oczywiście jest to czysta fantastyka naukowa. Ale żadna wizja przyszłości nie jest kompletna bez pozaziemskiej kolonii ludzi, a ponieważ Księżyc jest najbliższym ciałem niebieskim od naszej planety, najłatwiej jest wyobrazić sobie go jako nasz futurystyczny dom.
Ale czy ta wizja jest zgodna z rzeczywistością? Czy księżyc kiedyś stanie się gorącą własnością, a jeśli tak, to ile osób może realistycznie wesprzeć jego nieznajomy krajobraz?
Jednym ze sposobów, aby odpowiedzieć na to pytanie, w uproszczeniu, jest rozważenie obszaru księżyca. Powierzchnia Księżyca stanowi około 15,9% ogólnej powierzchni lądowej Ziemi (z wyłączeniem powierzchni Ziemi pokrytej oceanami). Technicznie rzecz biorąc, jeśli spakowalibyśmy ten obszar gęstością najbardziej zaludnionych miast Ziemi, bylibyśmy w stanie zmieścić biliony na powierzchni Księżyca.
Ale ilu ludzi mogłoby zmieścić się na powierzchni Księżyca to zupełnie inne pytanie niż ilu ludzi ten świat mógłby wesprzeć w sposób zrównoważony. I pod tym względem księżyc jest zdecydowanie biedniejszym kuzynem Ziemi.
„To dość jałowe miejsce” - powiedział Darby Dyar, starszy naukowiec w Planetary Science Institute w Arizonie i profesor astronomii w Mount Holyoke College w Massachusetts. „Każdy gatunek stara się rozszerzyć swoją niszę ekologiczną. Ale nowa„ nisza ”, którą jest księżyc, jest bardzo niegościnna dla ludzi”, powiedział Dyar dla Live Science.
Powietrze do oddychania
W przeciwieństwie do Ziemi woda nie spływa swobodnie po powierzchni Księżyca i gromadzi się w ciałach, z których moglibyśmy pić. Co najważniejsze, księżycowi brakuje także atmosfery z oddychającym powietrzem. Naturalny satelita Ziemi również nie ma istniejących ekosystemów, które mogłyby wygodnie wspierać dziedziny rolnictwa. Księżyc jest również wrażliwy na burze słoneczne, erupcje z powierzchni Słońca, które wysyłają promieniowanie elektromagnetyczne, którego księżyc - bez ochrony pola magnetycznego - nie może ugiąć. Dyar powiedział również, że istnieją ogromne ekstremalne temperatury i długie, naprzemienne okresy ciemności i światła.
Wszystko to może sprawić, że życie na Księżycu wydaje się niemożliwe. Co zaskakujące, nie jest. W rzeczywistości rzeczy niezbędne do istnienia człowieka - powietrze, woda, jedzenie i schronienie - teoretycznie nie są tak nieosiągalne na Księżycu, jak można się spodziewać.
Weź powietrze. Aby wesprzeć początkową populację liczącą kilkaset osób na Księżycu, musielibyśmy zacząć od transportu powietrza na powierzchnię Księżyca, pompując ją do szczelnych struktur, w których żyliby ludzie. To wydaje się niezrównoważone, ale w perspektywie krótkoterminowej faktycznie byłoby dość opłacalne, powiedział Markus Landgraf, kierownik projektu księżycowego w Europejskiej Agencji Kosmicznej. „Ludzie nie zużywają dużo powietrza i przez długi czas nie będziemy musieli tworzyć powietrza na Księżycu. Możemy je wprowadzić” - powiedział. „Koszty transportu są nadal możliwe do opanowania”.
Gdyby ta populacja wzrosła do dziesiątek tysięcy, musielibyśmy zsyntetyzować tlen na Księżycu, co jest kosztownym procesem. Ale Landgraf powiedział, że rozwój eksploracji kosmosu w nadchodzących dziesięcioleciach może uczynić ten proces bardziej ekonomicznym.
Jest tak, ponieważ napędzanie statku kosmicznego wymaga tlenu, więc jeśli zapotrzebowanie wzrośnie, „bardziej ekonomicznym rozwiązaniem jest budowanie generatorów tlenu na Księżycu dla paliwa rakietowego, a nie dla wody pitnej i powietrza dla ludzi” - powiedział Landgraf. To obniżyłoby koszty produkcji, czyniąc tańszym wytwarzanie powietrza dla mieszkańców księżyca.
Woda, woda wszędzie
Co z wodą? Jeszcze kilkadziesiąt lat temu badacze uważali, że księżyc był całkowicie suchy. Ale teraz wiedzą, że na powierzchni Księżyca rozprzestrzenia się zaskakująca ilość cieczy.
„Uważamy, że po powstaniu księżyca pozostała woda. I wiemy, że komety, które są w zasadzie brudnymi śnieżkami, okresowo wpływają na powierzchnię księżyca” - powiedział Dyar. „Istnieją dobre dowody sugerujące, że te, w których komety uderzyły w powierzchnię, nadal mają w sobie zbiorniki lodu”.
Powiedziała, że inne źródło wody pochodzi z wiatrów słonecznych ryczących w przestrzeni kosmicznej; naładowane protonami zderzają się one z elektronami na Księżycu, tworząc wodór.
Wszystko to składa się na przyzwoitą ilość wody księżycowej, być może wystarczającą do utrzymania znacznej populacji. I już opracowaliśmy technologie na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, aby przetwarzać wodę pitną z wody prysznicowej astronauty, moczu i potu. Może to nawet wykorzystać wilgoć z ich oddechu. Na Księżycu ta technologia mogłaby stworzyć źródło wody o zamkniętej pętli dla mieszkańców.
Ale nawet przy recyklingu, powiedział Dyar, te rezerwy wody nie byłyby nieskończone; recykling wody w kółko wiąże się z pewnymi stratami, dlatego od czasu do czasu trzeba będzie uzupełniać zapasy. Co więcej, wydobywanie wody księżyca przez kruszenie skał księżycowych i pogłębianie lodu z głębokich kraterów wymagałoby ogromnych, kosztownych ilości energii, zauważył Dyar.
„Osobiście uważam, że kolonizacja Księżyca będzie zależeć od tego, czy przyniesiemy tam wodór” - powiedziała. Transport byłby również kosztowny: około 220 000 USD za kilogram, powiedział Landgraf.
Nie wiedząc, ile wody znajduje się obecnie na powierzchni Księżyca, trudno jest również oszacować, ile osób mogłoby utrzymać. Ale wiemy przynajmniej, że prawdopodobnie wystarczy zapewnić stosunkowo zrównoważone źródło wody. W każdym razie Landgraf oszacował, że pionierzy Księżyca nie będą musieli korzystać z zasobów wody Księżyca przez co najmniej pierwsze pięć do dziesięciu lat osadnictwa; będzie tam wystarczająco tanio, aby przetransportować tam wodę i poddać ją recyklingowi dla kilkunastu ludzi, którzy po raz pierwszy nazywają księżyc swoim domem.
Jeśli chodzi o rolnictwo księżycowe, moglibyśmy naśladować rosnące warunki Ziemi „zamkniętymi kopułami przypominającymi niemal ekosystemy”, powiedział Landgraf. Pielęgnowane przez długie promienie słońca i obsypane wodą pochodzącą z recyklingu, księżycowe rolnictwo może w miarę możliwości wzrosnąć, aby wyżywić tysiące. Istnieje już wiele badań sugerujących, że uprawy roślin w kosmosie będą skuteczne.
Leć mnie na księżyc
Nadal istnieje wiele niewiadomych na temat tego, jak moglibyśmy to wszystko zrobić w praktyce. Ale teoretycznie zasoby naturalne mogą wspierać dziesiątki tysięcy, a nawet miliony ludzi na Księżycu. Dlaczego więc nie ma tam setek nas, którzy patrzą w dół na Ziemię?
Landgraf powiedział, że największe ograniczenia kolonizacji Księżyca niekoniecznie muszą ograniczać zasoby naturalne, ale ogromne koszty transportu ludzi tam statkiem kosmicznym. Robienie tego w bardziej ekonomiczny sposób wymagałoby odważnych skoków technologicznych - takich jak wynalezienie wind kosmicznych. Gdybyśmy mieli takie „, to mówimy o dziesiątkach tysięcy ludzi na Księżycu”, powiedział Landgraf. „Więc naprawdę woda nie jest tu ograniczeniem. To transport”.
Jest jeszcze jedno zastrzeżenie, w którym gwałtownie wracamy do rzeczywistości: na razie kolonizacja Księżyca nie jest tak naprawdę celem. Jasne, moglibyśmy postrzegać księżyc jako rodzaj arki Noego w przypadku ziemskiej apokalipsy. Ale obecnie międzynarodowe agencje kosmiczne postrzegają Księżyc nie jako placówkę przed katastrofą, ale jako centrum badawcze - i potencjalną bazę, z której można zbadać resztę naszego Układu Słonecznego.
Dzięki takiemu podejściu Langraf powiedział, że możemy szukać na Antarktydzie wskazówek na temat ludzkich siedlisk. Prawdopodobnie najbardziej księżycowe siedlisko na Ziemi, Antarktyda jest domem dla wahającej się, sezonowej populacji od jednego do czterech tysięcy badaczy, którzy walczą z mrozem, suchymi warunkami, aby wykonywać swoją pracę. Ponieważ badania obecnie napędzają planowanie siedlisk księżycowych, daje nam to wyobrażenie, ilu ludzi może realistycznie żyć na Księżycu w nadchodzących dziesięcioleciach: kilka tysięcy na raz, a nie miliony lub miliardy.
Zdaniem Dyara nawet ta populacja prawdopodobnie z czasem ulegnie zmniejszeniu, a jej miejsce zajmą tańsze, wydajniejsze roboty. „Ponieważ technologia staje się lepsza, nie ma zbyt wielu powodów, dla których naprawdę trzeba wysłać człowieka do badań naukowych” - powiedziała.
Nie oznacza to jednak, że nasze marzenia o obywatelstwie księżycowym się skończyły. Jest jeszcze jeden czynnik: nieugaszona chęć ludzkości do eksploracji. To może zmusić przyszłe pokolenia do kolonizacji Księżyca w milionach lub wykorzystać go jako platformę startową dla innych wypraw w kosmos.
„Ludzie są jednym z niewielu gatunków, które zawsze badają, nawet jeśli nie ma takiej potrzeby”, powiedział Landgraf. „odniosło duży sukces dzięki tej strategii. Czy warto to zmienić? Nie sądzę.”
- Te 6 wypadków prawie wykoleiło misję Apollo 11 na Księżyc
- Co jeśli ludzie nigdy nie wylądowali na Księżycu?
- Co jest po drugiej stronie księżyca?
Notka redaktora: Ten artykuł został zaktualizowany, aby poprawić stwierdzenie dotyczące powierzchni Księżyca w porównaniu z obszarem Ziemi, który nie określił, że oznacza obszar Ziemi, który nie jest pokryty przez oceany.
