Månearbeidere var spesielt jublende denne uken da forskere sa at de hadde funnet overbevisende bevis for vannis på månens overflate. Det er mye mer is der enn vi trodde, og nå vet vi nøyaktig hvor den ligger. Dette kan i stor grad forenkle fremtidig vannuttak.
Lenge før denne oppdagelsen prøvde forskerne å finne noe vann som kunne gjemme seg på månens overflate. Det er en ressurs som vil være utrolig verdifull for fremtidige langsiktige oppdrag til månen, ettersom vann er viktig for livet her på jorden. Den kan resirkuleres i månens habitat eller brukes til drikking eller bading. Med sin hjelp ville det også være mulig å dyrke plantene som er nødvendige for å mate fremtidige månebeboere.
Kanskje den største og mest umiddelbare bruken av månevann er i rakettdrivstoff. Hovedkomponentene i vann - hydrogen og oksygen - er to av de viktigste materialene som brukes til å lage rakettdrivstoff. Og hvis du lager rakettdrivstoff fra vann på månen, ville det være flott å spare penger på ambisiøse oppdrag i verdensrommet. Foreløpig må raketter som forlater jorden ha med seg alt drivstoffet de trenger. Men ved bruk av måneis kan raketter bli fylt på drivstoff mens de er i rommet, og nå lenger steder for mindre penger.
Er vann bedre enn olje?
"Ideen er å lage en slags forsyningskjede utenfor jorden for visse produkter - spesielt for vann som drivstoff - for å gjøre det mye lettere å bevege seg fra ett legeme til et annet i verdensrommet," sier Julie Brisset. Stipendiat, Florida Space Institute.
Å levere noe i verdensrommet er alltid dyrt. Hvis du vil at satellitten din skal unnslippe jordens tyngdekraft, trenger du mye drivstoff for å få den i bane. Faktisk kommer det meste av vekten som en rakett har når den skyter ut, fra drivstoff. Og jo dypere du er i rommet, jo mer drivstoff trenger du. Mer energi er nødvendig for å bryte vekk fra planetens tyngdekraft. Derfor blir oppdrag til verdensrommet dyrere og dyrere, fordi det er behov for en stor rakett og mye drivstoff.
Men hva om du, i stedet for å ta drivstoff på jorden, kan fylle tanken med drivstoff som allerede er i rommet? Da ville oppdrag til det dype rommet bli like dagligdagse som å reise fra en by til en annen. "Tenk deg at du måtte forlate Denver, og det var ingen bensinstasjoner på vei, og du måtte bære bensin helt til New York," sier George Sowers, professor ved Colorado School of Mines og tidligere visepresident for United Launch. Allianse. “Du får absolutt ikke alt dette i bilen. Vi må ta en trailer. " Dette er grunnen til at ideen om måneutvikling er så spennende for sinnet. Vann på månen kan utvinnes, brytes opp i rakettbrensel og transporteres til omløp eller bane rundt jorden. Raketter trenger ikke å være store for å ha med seg alt drivstoffet. De kunne bare legge til en bensinstasjon og fylle drivstoff for lange reiser.
Kampanjevideo:
Å transportere drivstoff fra Månen til andre steder i rommet vil være mye billigere enn å transportere det fra Jorden. På månen er en sjettedel av jordens tyngdekraft, noe som betyr at det trengs mindre energi for å bryte seg fra overflaten. Sowers analyserte nylig kostnadene for å transportere månedrivstoff til forskjellige steder i verdensrommet. Det er billigere å levere månevann til en lav bane rundt jorden enn å sende det fra jorden, selv om planeten vår er nærmere. "Hvis du skal bruke dette drivstoffet i en lav bane rundt jorden, vil besparelsen være 20-30 prosent hvis du bruker månedrivstoff i stedet for jordbasert," sier Sowers.
Forskere har fantasert om å konvertere månevann til rakettdrivstoff i flere tiår, siden bevis har dukket opp om at månepolene er egnet for å utvikle is. I 1994 viste en felles studie av NASA og det amerikanske militæret kalt Clementine at det eksisterer vann i kratere ved månepolene. Disse stedene ser aldri solens lys og når aldri temperaturer over -250 grader Fahrenheit. Flere oppdrag til månen har siden bekreftet at det kan være vann i området. I 2009 dro NASA LCROSS-romfartøyet ned i et krater ved månens sørpol for å se hvilke materialer påvirkningen ville kaste ut. Det ble funnet at utslippet var 5% vann.
Imidlertid viser en studie publisert denne uken i PNAS at noen områder av månen kan bli nedsenket i vann. Forskere fra University of Hawaii og Brown University analyserte data samlet inn av det indiske apparatet Chandranayan 1, som gikk til månen i 2008. Ved å bruke et av håndverkets instrumenter klarte de å kartlegge isområder på månen ved å måle vannets reflektivitet. De skannet også disse stedene i infrarødt lys og bestemte at vannet hadde form av is, ikke væske eller damp. De bekreftet ikke bare at det er vannis på månens overflate, men at noen områder på jorden er 20-30 prosent is. Avhengig av hvor dypt isen går under overflaten, ville det være mulig å kartlegge hvor komponentene til drivstoffet ville bli ekstrahert.
Et drivstoffdepot i bane med lav jord åpner nye muligheter for oppdrag i verdensrommet. For eksempel kan du bygge et romfartøy - en rakett som sitter i rommet og tanker om og om igjen og tar satellittene til ønsket destinasjon. Nå bruker satellitter, som lanseres i høy bane, fra seks måneder til et år for sakte å stige høyere ved hjelp av innebygde motorer. I løpet av denne tiden kan de ikke gjøre jobben sin og ikke ta med penger. Men med en romfartøy kan satellitter distribueres i nedre baner med små raketter, og deretter brukes av romfartøyet for å få satellittene i ønsket bane på bare noen få dager. Dette vil spare satellittoperatørene penger: de slipper å skyte ut en stor rakett for å få lasten sin ut i rommet.og de ville hatt mer tid til å jobbe med ledsageren.
Så ja, månevann er kult som drivstoff, men det vil ikke være lett å begynne å bryte det. Først må du gjøre omfattende rekognosering. Takket være PNAS-studien har forskere i det vesentlige laget et kart som viser hvor de skal se etter de saftigste områdene med vannis ved månepolene. Neste trinn vil være å sende landingsmodulene og roverne for å finne de beste stedene. Forskere vet ennå ikke om isen er i form av slaps blandet med is, eller i form av faste blokker blandet med annet overflatemateriale. “Vi vet hvordan vi skal designe utvinningsutstyr. Vi vet bare ikke hvilket utstyr vi skal bruke, sier Metzger.
En idé er å grave opp månen med en gravemaskin som sender materiale til en prosessor. Prosessoren skiller isen fra jorden under oppvarmingsprosessen og bryter vannet i grunnleggende bestanddeler ved hjelp av elektrisitet. Noe av det resulterende drivstoffet blir deretter brukt til å lansere resten av vannet fra Månen i et kjøretøy til drivstoffdepotet.
Selvfølgelig vil alt dette være dyrt. "Alt kommer ned til en kostnadsanalyse," sier Metzger. "Er det billigere å skyte rakettbrensel fra jorden, eller er det billigere å skyte ut utstyr i verdensrommet en gang og deretter vedlikeholde det utstyret og bruke det til kontinuerlig å lage rakettdrivstoff i rommet?" Basert på analyser av Metzger, Brissé og Sowers konkluderte de med at det ville ta ti år å investere i gruvedrift på Månen før den gikk inn i fortjeneste. Men siden månedrift er en risikofylt virksomhet, vil risikokapitalister kanskje ikke være aktivt involvert i denne virksomheten.
Dette er grunnen til at teamet foreslår at NASA skal samfinansiere tidlig gruveutvikling. Dermed er det mer sannsynlig at kommersielle investorer samarbeider med et anerkjent byrå som kan bære noen av kostnadene.
NASA vil ikke tilby en tjeneste til investorer: romfartsbyrået har antydet at det kan kreves opptil 100 tonn drivstoff hvert år for å drive romfartøy som forlater månens overflate fra basen. Hvis alt dette blir lansert fra jorden, vil det kreve omtrent 3,5 milliarder dollar i året. Besparelser fra dannelsen av månedrivstoff vil gjøre oppdrag til Månen og Mars billigere. "Oppdrag til Mars ville være billigere, og alt vi gjør også utenfor jorden," sier Sowers. For eksempel vil bruk av månedrivstoff for å fylle drivstoff på raketter redusere kostnadene for å fly til månen fra jorden med en faktor på tre, sa Sowers. Dette er viktig med tanke på at NASA er i ferd med å gjennomføre et menneskelig oppdrag til månen igjen.
Ilya Khel
