L'eau et l'hélium deviendront les principales ressources de la lune lorsque les humains décideront enfin d'y établir des bases permanentes. À quels défis seront-ils confrontés?
Maintenant, le seul appareil des terriens voyage sur la lune. Il est chinois. Comment le paysage argenté sera-t-il transformé si une expansion massive commence, et la Russie sera-t-elle visible sur le satellite terrestre?
Semis surnaturels
Le chinois Chang'e 4 a atterri pour la première fois de l'histoire de l'autre côté de la lune le 3 janvier 2019. Toutes les missions précédentes, y compris l'atterrissage d'astronautes américains, se sont déroulées du côté du satellite visible de la Terre. Les objectifs de la mission sont les expériences biologiques et l'étude de la surface du «voisin».
Le premier succès des Chinois, et immédiatement une réalisation unique - ils ont réussi à faire pousser une pousse de coton. Naturellement, les graines ont germé dans un incubateur spécial à bord de l'atterrisseur. Comme l'a noté la BBC, le principal problème n'était pas de fournir aux graines les substances nécessaires à la croissance, mais de maintenir un microclimat: la température sur la lune varie de -173 ° C à + 100 ° C ou plus. La plante a vécu pendant plusieurs jours et est morte pendant une nuit de pleine lune - l'atterrisseur est incapable de maintenir le microclimat à des températures inférieures à -170 ° C pendant plus de 14 jours. En outre, une agence de presse chinoise a rapporté que la nuit était plus froide que prévu, bien que les détails ne soient pas encore disponibles.
La culture de plantes sur la Lune ouvre des opportunités pour la colonisation du satellite terrestre et d'autres planètes: elles résoudront les problèmes à la fois d'approvisionnement de la station en oxygène et de restrictions alimentaires.
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Pourquoi la Lune?
L'objet le plus attrayant pour les établissements à long terme en dehors de la Terre est son satellite naturel. En particulier, la Lune est unique en termes d'expansion spatiale.
Ceci est compris par tous les acteurs modernes de l'industrie spatiale, de la Chine précitée à l'Inde avec son projet Chandrayaan-2 (le lancement est prévu pour avril de cette année), et à Israël, dont la start-up spatiale SpaceIL prévoit d'atterrir son appareil sur la lune en février, qui se lancera dans l'espace. fusée de la société Space X.
Mais la Lune n'est pas seulement attrayante comme terrain d'essai pour la technologie - les ressources disponibles en font un tremplin pour la conquête de l'espace. Tout d'abord, nous parlons d'eau, et dans une perspective un peu plus longue, d'hélium-3 (l'un des isotopes de l'hélium).
L'hélium-3 est une source d'énergie potentielle extrêmement efficace du futur, lorsque l'humanité maîtrisera la fusion thermonucléaire contrôlée. Ensuite, selon les calculs, cette substance sera moins chère à extraire sur la surface lunaire que sur Terre (où elle est extrêmement rare), par conséquent, le développement de cette ressource peut transformer non seulement la sphère spatiale, mais aussi la vie sur notre planète.
«Lorsque vous décomposez une molécule d'eau, vous obtenez de l'oxygène et de l'hydrogène, qui sont essentiels à la fois pour respirer et pour fabriquer du carburant de fusée», explique Michael Poston du Southwest Research Institute (USA) en utilisant l'eau du satellite terrestre. L'eau sur la Lune est stockée sous forme de glace, principalement dans les calottes polaires.
Le régolithe - la couche superficielle fluide du sol lunaire - contient également de l'oxygène, du silicium, du fer, de l'aluminium et du magnésium, qui peuvent être libérés par chauffage - pour cela, des concentrateurs de lumière solaire sous la forme d'énormes miroirs ou lentilles peuvent être utilisés. Cette technologie s'est avérée efficace dans les tests sur Terre, note Nature.
De plus, les lancements d'engins spatiaux depuis la Lune sont plus économes en énergie et, par conséquent, moins chers - la gravité du satellite ne représente que 17% de celle de la Terre. De plus, il n'est pas nécessaire de surmonter la résistance de l'air en raison du manque d'atmosphère.
Nouvelle maison
La construction d'une structure résidentielle, même relativement simple sur la Lune, qui est un avant-poste de l'humanité sur un satellite, nécessitera un maximum de ressources et des mesures sans précédent. Le projet de construction de la base lunaire se résume à un certain nombre de caractéristiques clés: emplacement, sécurité, nourriture.
- Un endroit. Comme le note la principale revue scientifique Nature, il existe deux options pour choisir un emplacement: s'installer à l'équateur de la Lune ou à son pôle. Chacune des options offre ses propres capacités uniques. Il est plus facile de lancer des roquettes depuis l'équateur et de rester en contact avec la Terre, mais des nuits lunaires de deux semaines exerceront une pression supplémentaire sur l'alimentation électrique de la colonie. Les poteaux, à leur tour, peuvent offrir aux colons la proximité de la glace et donc de l'eau, mais imposent des difficultés de réception et de lancement des véhicules en raison des pires conditions d'éclairage. De plus, la colonie au pôle peut avoir des problèmes de communication avec la Terre.
- Sécurité. Les futurs habitants de la colonie devront non seulement extraire ou apporter des ressources, mais aussi lutter contre des dangers qui ne surviennent pas sur Terre et sur des orbites basses. Par exemple, l'absence d'atmosphère et de champ magnétique entraîne une augmentation du rayonnement de fond à la surface du satellite. En théorie, l'abri serait également bon pour fournir une protection contre les astéroïdes. Ainsi, pour la construction de logements, il est proposé d'utiliser le régolithe - la couche superficielle du sol lunaire - ou d'équiper la base de tubes de lave: cavités laissées après l'éruption des coulées de lave par les anciens volcans. Ces tunnels peuvent atteindre plusieurs kilomètres de long et des centaines de mètres de diamètre. L'un d'eux a été enregistré par le dispositif indien Chandrayaan en 2010: la longueur est d'environ 2 km, la largeur est de 360 m.
- Nourriture et ressources. Comme prévu par les auteurs de l'article de Nature et confirmé par les Chinois sur le côté «sombre» de la Lune, il est tout à fait possible de faire pousser des plantes sur le satellite terrestre. En plus de la nourriture, les plantes qui seront cultivées à la lumière artificielle produiront également de l'oxygène pour les futurs colons.
Dans tous les cas, il ne sera pas nécessaire de parler de l'autosuffisance complète des colonies dans les années à venir. Même si la base lunaire peut se fournir tout ce dont elle a besoin, la dépendance de la colonie vis-à-vis de la métropole (Terre) continuera en matière d'afflux de nouveaux colons et technologies.
La Russie restera-t-elle une puissance spatiale
La Russie dans l'industrie spatiale est confrontée à des défis à la fois des États-Unis et d'acteurs en croissance dans ce domaine - la Chine, l'Inde, le Japon ou Israël.
Néanmoins, aller seul «sur la lune» est une tâche extrêmement difficile et au-delà de la puissance même des principales puissances mondiales. La NASA a l'intention de coopérer avec Roskosmos dans la construction d'une station lunaire. Ce projet pourrait bien combler le vide de coopération spatiale qui pourrait survenir en cas de retrait des États-Unis du projet ISS. On suppose que déjà dans les années 20 du XXIe siècle, les Américains seront en mesure d'effectuer eux-mêmes la livraison d'astronautes à la Station spatiale internationale - au moins pour cela, il y a les projets Crew Dragon d'Elon Musk et Starliner de Boeing.
Mais Roscosmos a encore quelques atouts dans sa manche, visant à la fois à étudier et à maîtriser la Lune et des objets plus éloignés du système solaire.
Selon TASS, la Russie développe également un concept pour le vaisseau spatial lunaire Soyouz, qui, comme l'a rapporté le chef de Roscosmos, Dmitri Rogozine, a demandé à la NASA de créer un deuxième système de transport spatial de secours pour les missions lunaires.
Selon RIA Novosti, Roskosmos a déterminé début février l'apparence préférée du lanceur super-lourd Yenisei pour les vols vers le satellite terrestre. Cette option fournit six blocs latéraux avec moteurs RD-171MV, ainsi qu'un bloc central avec moteur RD-180.
"La découverte de l'eau à l'état gelé sous le régolithe lunaire dans les régions polaires porte l'étude de la Lune à un nouveau niveau", a commenté Forbes les perspectives d'exploration de la Lune au service de presse de Roscosmos.
Le programme d'exploration russe par satellite de la Terre comprend un certain nombre de missions autonomes:
- Luna-Globe (Luna-25). Pour tester les technologies modernes d'atterrissage en douceur. Le projet est prévu pour 2019.
- Luna-Resurs-1 (OA), (Luna-26). Un orbiteur pour l'étude et l'exploration mondiales des ressources lunaires, dont le démarrage est prévu pour 2021-2022.
- «Luna-Resurs-1» (PA), («Luna-27»). Atterrisseur de grande taille pour l'étude du régolithe au pôle sud d'un satellite terrestre. Roscosmos prévoit de lancer le projet en 2022-2023.
Comme on peut le voir sur cette liste, la Russie (même dans ses projets totalement «propres» et non internationaux) vise non seulement l'étude fondamentale de la Lune, mais aussi l'exploration des ressources de ce corps céleste.
Moments politiques
La société d'État a rappelé un projet conjoint avec l'Agence spatiale européenne - «ExoMars-2016». En 2020, il est prévu de lancer la deuxième partie du projet ExoMars-2020: il comprend la livraison sur Mars d'une plate-forme d'atterrissage russe avec un rover européen à bord. Roscosmos estime que la coopération avec l'UE, ainsi que le partenariat avec les États-Unis sur les programmes lunaires, permettront à la société d'État de «ne pas manquer le moment» et de s'impliquer dans la construction de la base lunaire.
À qui appartiennent les ressources lunaires au regard du droit international? Selon le traité spatial international de 1967, aucun État ne peut affirmer sa souveraineté sur les corps célestes. Par conséquent, le statut de propriété des ressources extraites de ces organismes n'est toujours pas clair.
Certains pays, en particulier les États-Unis et le Luxembourg, ont soutenu au niveau législatif les projets d'entreprises privées de valorisation des ressources des corps célestes. La Russie et certains autres États soulignent le danger de cette approche: ils craignent une course aux ressources spatiales avec la militarisation ultérieure de l'espace - un processus qui ne réduira peut-être pas toutes les aspirations à créer une base lunaire, circonlunaire ou même martienne habitable.
