Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Ученые рассчитали водоснабжение для лунной базы на 100 человек
Даже без повторного использования воды человечество может развернуть довольно серьезную базу на южном полюсе Луны, показало новое исследование. Правда, у этого решения будут достаточно серьезные последствия. Более того, наиболее вероятный путь развития лунных баз вообще не обязательно потребует серьезного потребления воды на естественном спутнике Земли.
Американские исследователи рассчитали потребление воды для крупной лунной базы площадью пять гектаров и с персоналом в 100 человек. Причем, вопреки обычному подходу к таким вопросам, они исключили повторное использование воды и вели подсчеты исходя из предположения о систематическом выбросе отработанных водных ресурсов. С текстом работы можно ознакомиться на сервере препринтов Корнеллского университета.
Проекты баз на Луне прорабатывали еще в 1950-1960-х годах, но они в норме были весьма скромными. Например, советский проект лунной базы «Звезда» из 60-х состоял из девяти блоков по 73 кубометра каждый (всего примерно 660 кубометров) на 12 человек экипажа. То есть по объему база была бы несколько меньше современной МКС при большем числе людей. Разумеется, проект предполагал «кольцевое» использование воды: тогда считалось, что Луна практически безводна.
В XXI веке появилась сначала теория, предполагающая наличие на Луне больших объемов воды в виде льда, а затем и конкретные наблюдения (например, радарные), показывающие, что у полюсов земного спутника есть водный лед. Стало ясно, что необходимости остро экономить воду нет. Более того, при большом объеме водного льда возможно создание на Селене значительно более крупных баз, чем считали возможным полвека назад.
Новая работа американских исследователей оценивает водоснабжение базы размерами 500 на 100 метров на 100 человек. При этом авторы сознательно отказались не только от обязательного повторного использования воды, но и вообще от ее экономии: они рассчитывают подушевое потребление на основе земных показателей расхода воды в среднем американском домохозяйстве (375 литров на человека в сутки). Основная часть воды, по расчетам, все равно будет приходиться не на людей, а на сельхознужды (теплицы с растениями), неизбежные для самоподдерживающейся колонии.
Согласно новым расчетам, проще всего добывать воду из лунного льда с помощью автоматизированных «тепловых буров» мощностью 10 киловатт каждый. Всего таких буров нужно будет около 6,5 тысячи.
На Луне нет атмосферы, поэтому лед под слоем реголита при нагреве сразу превращается в водяной пар. Исследователи предложили собирать его специальным тентом, натянутым над местом работы тепловых буров, греющих реголит. Затем водяной пар по трубкам отводится от тента в цистерну, где пары конденсируются до жидкой воды.
Затем ученые проанализировали потребление воды базой. Оказывается, даже если получать весь кислород для дыхания не из теплиц, а за счет электролиза лунной воды, на это уйдет только 0,3% водных потребностей всей базы. Существенно много воды придется потратить на теплицы. Площадь, необходимую для обеспечения людей там, исследователи определили в 370 квадратных метров на человека. Это очень большие показатели, взятые из производительности сельхозтеплиц на Земле.
Расчеты вызывают серьезное сомнение: в 1970-х в СССР в эксперименте БИОС-3 установили, что на обеспечение одного человека кислородом и едой достаточно менее чем 150 квадратных метров.
Общие водные потребности базы ученые оценили в 105 тысяч тонн в год, что оказалось вполне подъемным для добычи из лунного льда — при наличии источников тепла на 65 мегаватт (тепловых) мощности. Это не очень большая величина: один российский ледокольный реактор имеет в несколько раз большую тепловую мощность. В то же время в работе не рассматривается сам источник такого тепла. Более того, исследователи исходят из варианта энергоснабжения базы за счет солнечного излучения.
Поэтому они посчитали разумным расположить базу у хребта Шеклтон-де-Герлах, находящегося практически на южном полюсе. Верх гребня освещен солнечным светом почти всегда, а кругом лежат зоны вечной тени, где грунт всегда имеет температуру примерно в минус 250 градусов. Ученые полагают разумным располагать солнечные батареи на возвышенности, а водный лед вытапливать в низине.
Научная работа имеет ряд неочевидных мест. Например, общий объем базы (включая негерметичный) очень велик — до 300 тысяч кубометров. Такая база слишком большая для 100 человек.
Наконец, вызывает вопросы сама идея лунной базы на поверхности. Дело в том, что сегодня высадку на Луне планируют с помощью только одной посадочной системы — Starship Илона Маска. Ее герметичный объем — порядка 900 кубометров, больше, чем у МКС или советской лунной базы проекта «Звезда». Каждый Starship может разместить до 40 человек в долгосрочном полете. Для размещения 100 человек персонала куда логичнее высадить у южного полюса Луны какое-то количество таких кораблей, благо их серийная стоимость оценивается в несколько сот миллионов долларов, что не так много. А не строить там базу циклопических размеров с общими габаритами, перекрывающими 300 тысяч кубометров.
Как уже отмечено выше, по опыту советского БИОС-3 для снабжения людей по кислороду и еде достаточно 150 кубических метров герметичного пространства на человека, включая жилые и лабораторные помещения. Таким образом, даже в случае постоянной базы на 100 человек на Луну проще доставить 16 Starship, чем строить сооружения размером с немаленькую высотку.
Тем не менее та часть работы, в которой предлагается собирать воду под тентом тепловыми бурами, выглядит достаточно интересно. Традиционно водный лед предполагали вырубать из реголита, а затем транспортировать в пункты растапливания. Так воду добывают зимой в некоторых районах Якутии (из-за вечной мерзлоты зимой остальные методы затруднены).
Однако физическая работа по рубке водного льда при минус 250 градусах будет довольно сложной. Космические автоматы без человеческого руководства, как мы не раз писали, со сложной работой на поверхности других небесных тел не справляются. А от астронавта она потребует больших затрат времени и сил. Растопить лед теплом выглядит более простым вариантом.
В поиске сигналов от внеземных цивилизаций ученые решили сосредоточиться не на целенаправленных посланиях человечеству, а на случайных «утечках информации» из межпланетного пространства гипотетической обитаемой системы. По расчетам, в определенные моменты до нас могут доходить сигналы внеземной космической связи. Кстати, благодаря «общению» Земли с марсианскими и другими зондами мы тоже постоянно невольно сообщаем о себе в глубокий космос.
Модель, представленная учеными из коллаборации DESI и Мичиганского университета (США), может перевернуть представления о происхождении темной энергии. Авторы нового исследования полагают, что черные дыры, поглощая вещество, постепенно преобразовывают его в энергию, гипотетически ответственную за расширение Вселенной.
Глава Российской академии наук Геннадий Красников рассказал в недавнем интервью о том, для чего мышам летать над полюсами Земли, в чем преимущества новой космической станции по сравнению с МКС, что предстоит проделать на Луне в ближайшее десятилетие и чем ученых продолжает интриговать Венера.
К 2025 году около 30 стран приняли программы по развитию водородной энергетики, а совокупный объем инвестиций в эту область превысил 150 миллиардов долларов. Эксперты полагают, что замена дизельных авто на водородные снизит выбросы на 80-90%, а водородные самолеты способны уменьшить углеродный след на 50-75%. Но при использовании водорода в двигателях внутреннего или внешнего сгорания, происходит взаимодействие с металлом, что наиболее опасно при высоких температурах. Это может вызвать их разрушение, в результате чего возникает риск пожара или взрыва с тяжелыми последствиями для пассажиров. Ученые Пермского Политеха впервые выяснили, как водород влияет на металлы в условиях экстремальных температур (800 градусов и выше), в которых работают двигатели самолетов и машин. Это продвинет авиационную, машиностроительную и нефтегазовую отрасли в безопасном использовании водорода в качестве источника энергии.
Ученые обнаружили косвенные доказательства существования мира размером с Землю за орбитой Нептуна. Эта гипотетическая планета отличается от предполагаемой Девятой планеты не только размером, но и гравитационным влиянием на другие объекты.
Большие кошки (Pantherinae) обычно охотятся на животных своего или меньшего размера. У снежных барсов, как выяснилось, другие предпочтения. Новое исследование показало, что ирбисы чаще нападают на взрослых горных козлов, которые как минимум вдвое превосходят хищников в весе. Ученые объяснили, с чем может быть связан такой выбор добычи.
Примерно 12 800 лет назад в Северном полушарии началось резкое изменение климата, которое сопровождалось вымиранием мегафауны и угасанием культуры Кловис. Такое могло произойти, например, из-за прорыва пресных вод в Атлантику или мощного вулканического извержения. Несколько лет назад ученые обнаружили места на суше с повышенным содержанием элементов платиновой группы, прослоями угля, микрочастицами расплава. По их мнению, это может быть признаком пребывания Земли в потоке обломков кометы или астероида. В новой работе впервые представлены доказательства кометного события в позднем дриасе из морских осадочных толщ.
Возраст находок — около 5500 лет, они лежат во множестве круглых ям, чьи стены укреплены кирпичом. Среди обнаруженных орудий из кремня есть и сотни неиспользованных, которые могут быть ритуальным подношением богам.
Гостингом (от английского «призрак») называют ситуацию, когда человек прекращает общение или отношения, «пропадая с радаров» без объяснения причин. Исследователи из США сымитировали такое поведение, а затем проанализировали реакцию людей на него.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
ПонятноИз-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
ПонятноНаши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
ПонятноМы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Комментарии