Vandens išgavimas Mėnulyje

Pateikiame vieną iš SPACE.com straipsnių, kurie skirti žmonijos sugrįžimui į Mėnulį. Mėnulyje egzistuoja nemažai vandens. Mokslininkai sako, kad amžinai šešėliais uždengtuose krateriuose ir poliarinėse Mėnulio srityse jis buvo kaupiamas milijonus metų.

Mėnulyje esančios vandens atsargos yra nepaprastai vertingos, kadangi jų pagalba įmanoma iš esmės pakeisti kosminius skrydžius. Sušalęs vanduo gali būti kasamas, dalinamas į vandenilį ir deguonį ir paverčiamas raketiniu kuru, kuris iš orbitoje aplink Mėnulį esančios „degalinės“ būtų pilamas į kosminius laivus. Toks kuro papildymas lemtų kosminių kelionių bumą, nes kosminiams laivams nereiktų viso reikiamo raketinio kuro kiekio gabentis iš žemės.

„Shackleton Energy Co“ (sutrumpintai – SEC) yra firmą, kuri siekia, jog toks planas taptų realybe. Per artimiausius 4 metus ši firma į Mėnulio ašigalines sritis planuoja pasiųsti robotizuotas žvalgybines misijas, o pardavinėti degalus iš orbitos – jau šio dešimtmečio pabaigoje. SPACE.com pristato interviu su SEC įkurėju Bilu Stounu (Bill Stoune, pirmas paveikslas). Šiame interviu kalbama, kaip Mėnulio ledas galėtų atverti vartus platesniems ir išsamesniems Saulės sistemos tyrinėjimams, kaip kompanija planuoja kasti ir apdoroti vandenį bei kaip Mėnulis galėtų atrodyti po 20 metų.

SPACE.com:Jūs minėjote, kad vanduo Mėnulio kolonizacijoje galėtų suvaidinti tokį patį vaidmenį kaip auksas JAV vakarų užkariavime. Prašome paaiškinti išsamiau
Bilas Stounas: Vidutinio dydžio kosminio palydovo iškėlimas raketa į žemą Žemės orbitą kainuoja maždaug 10000 dolerių vienam kilogramui, o naudojantis kosminiu šatlu šis skaičius dar labiau išauga.Tam kad ši kaina ženkliai sumažėtų, reikalingi nauji proveržiai fizikoje ir/arba ekonomikoje, tačiau jų nėra. Tai, kad kosminis laivas turi gabenti ir kuro atsargas, reikalingas manevrams kosmose, labai brangina visą procesą, o kol kas kuro papildymo galimybės kosmose neegzistuoja. Jeigu tokia galimybė egzistuotų, tą kurą kažkokiu būdu reiktų pakelti į orbitą. Toks dalykas dar labiau pabrangintų kosmines keliones. Kad išvengtume šio dalyko, reikia pigių degalų pasiekiamų orbitoje. Tokie degalai – degalai, pagaminti iš Mėnulio ledo.

Pastarieji NASA atradimai parodė, kad vandens Mėnulyje yra. Šis vanduo gali būti kasamas, transportuojamas į žemą orbitą ir paverčiamas į skystą deguonį ir vandenilį, kurie būtų pardavinėjami labai žemomis kainomis. Mūsų analizė rodo, kad pakelti bet kokį krovinį nuo Mėnulio paviršiau į žemą Mėnulio orbitą, būtų 15 kartų pigiau nei atlikti tokį patį procesą Žemėje.

Mūsų verslo modelis rodo, kad pagaminti pigių degalų orbitoje aplink Mėnulį galimą jau šiame dešimtmetyje. Tuomet kompanijos, kurios užsiiminėja kosmoso tyrimais, galės planuoti mažesnius ir tuo pačiu pigesnius kosminius laivus, kuriems nereiktų kuro atsargų gabentis iš Žemės. Jas erdvėlaiviai galėtų pasipildyti iš orbitoje esančių mūsų „degalinių“. Kodėl to negali ar nenori daryti valstybės? Valstybių vyriausybėms trūksta įgaliojimų, valios, lėšų, rizikos modelių tam, kad darbas būtų atliktas tinkamai, efektyviai ir greitai. Todėl reikalingas privatus kapitalas. SEC pasiryžusi įgyvendinti šį scenarijų jau po dešimtmečio.

Kita vertus, kuro poreikis šiai dienai yra labai neapibrėžtas, tačiau mokslo visuomenės, karinio kontingento bei privačių kompanijų (tos, kurios užsiima kosminiu turizmu, orbitinių šiukšlių valymu bei palydovų technine priežiūra) dėka šis poreikis labai greitai išaugtų. Taip pat kaip auksas į vakarus viliojo žmones, trokštančius geresnio gyvenimo, taip ir čia mes matome didelį potencialą. Jei pasiseks, mūsų kampanija lems nauja „aukso karštligę“ kosmose.

SPACE.com: Jūs visai rimtai kalbate apie Mėnulio kasybą artimiausius 20 metų. Ar jūs tikrai galvojate, kad šios idėjos laikas pagaliau pribrendo? Jei taip kodėl? Kas pasikeitė?

Bilas Stounas: Taip, laikas pats tinkamiausias. Susidėjo penki faktoriai, kurie leido pilnai atsiperkančia misiją į Mėnulį, o ir iš to sekančius kuro gaminimą ir pardavinėjimą, paversti tikrove.

1. Tiekimas: labai tikėtina, kad Mėnulio ašigalinėse srityse egzistuoja daug ledo. Pastarieji LRO, LCROSS ir Chandrayann dirbtiniai Mėnulio palydovai mums parodė, kad ledas egzistuoja kraterių, esančių Mėnulio ašigaliuose, dugnuose. Jei tai tiesa, šis ledas suteikia be galo dideles galimybes. Kad ledo Mėnulyje esama iš tikrųjų parodė NASA Indijos kosminio tyrimo organizacijos „Chandrayaan-1“ misija. 2 paveiksle matome kompozicinę trijų spalvų atsispindėjusios artimos infraraudonos Saulės šviesos į Žemę atsisukusios Mėnulio pusės paviršiaus nuotrauką. Joje mėlyna spalva žymimas vanduo ir hidroksilas (nuotrauka: ISRO/NASA/JPL-Caltech/Brown univ./USGS).

2. Poreikis: susidomėjimas kosminėmis kelionėmis auga labai sparčiai. Tai apima mokslinius tyrimus, saugumą, palydovų priežiūrą, turizmą. Nepaprastai didelės starto nuo Žemės paviršiaus kainos, atbaido verslą. Galimybė kosminius laivus užpildyti pigiu kuru kosmose, pritrauks verslą.

3. Turtas: daug kompanijų ir individualių asmenų yra sukaupę labai daug išteklių, kurie gali būti panaudojami šiame versle. Investuotojus turėtų vilioti didelio atsiperkamumo galimybė.

4. Komanda: Iki šiol valstybių valdomos kosmoso tyrimų programos mokėjo milžiniškus pinigus tam, kad būtų tinkamai įvertinti visi rizikos faktoriai ir misijos, ypač tos, kuriose skrenda žmonės, būtų sklandžiai įgyvendintos. Dabartiniu metu atsirandančios privataus kapitalo įmonės ir komandos gali daug pigiau pačios susidoroti su rizikos faktoriai ir efektyviau ir atlikti sėkmingas misijas. Mūsų žmonės turi pakankamai žinių ir patirties tam, kad mūsų planas būtų įgyvendintas pigiai, efektyviai ir ženkliai pigiau, nei tai galėtų padaryti valstybių vyriausybės.

5. Politika/įstatymai: Privačius Mėnulio resursų tyrinėjimus ir kasinėjimus yra apibrėžusios atitinkamos tarptautinės sutartys ir įstatymai. Todėl ir čia mums uždegta žalia šviesa.

SPACE.com: Kaip atrodys „Shackleton Energy“ bazė Mėnulyje?

Bilas Stounas: Pačioje pradžioje ši bazė bus sąlyginai nedidelė, susidedanti iš 6–8 įgulos narių, kurie atlikinės jiems paskirtas užduotis 24 valandas per parą ir 7 dienas per savaitę. Pradinė komanda Mėnulyje praleis metus. Vėlesnės komandos Mėnulyje praleis po pusę metų, tačiau bus galimybė reguliariai skraidyti į žemą Mėnulio orbitą atsargų papildymui, prireikus medicininės pagalbos bei įvairių kitų nenumatytų atsitikimų atvejais.

Daugiausiai mes naudosime pripučiamas struktūras tiek gyvenamoms tiek pagalbinėms patalpoms. Visus kasybos, pervežimo ir apdirbimo darbus dirbs daugiausiai robotai (3 paveikslas, nuotrauka: Mark Maxwell, Astrobotic Technology). Pradinė bazė vėliau bus plečiama, kai tik kuro poreikis išaugs. Savo vizijose mes matome mažiausiai keturis didelius kuro transportavimus į žemą orbitą aplink Mėnulį per metus.

SPACE.com: Kas bus jūsų pirkėjai, ar vien tik valstybinės agentūros, ar privačios kompanijos, as visi norintys?

Bilas Stounas: Visi norintys. Aišku, mes manom, kad pirmieji klientai bus valstybinės (JAV, Rusijos, Kinijos, Indijos, Pakistano, Pietų Korėjos, Japonijos) kosmoso agentūros, kurios su mumis sudarys ilgalaikius kontraktus. Vėliau prisidės privačios palydovų remonto bei kosminio turizmo kompanijos. Dar vėliau mes manome, kad mums užteks pajėgumų bei klientų tiekti kurą ilgoms kosminėms kelionėms į Marsą, asteroidus. Kai būsime įkūrę bazes abiejuose Mėnulio ašigaliuose, vyriausybių, mokslo ir komercinėms struktūrų užsakymų dėka galėsime įkurti bazes kitose Mėnulio vietose.

Neseniai kompanija „Bigelow Aerospace“ paskelbė pradedanti derybas su keliomis užsienio vyriausybėmis dėl Bigelow kosminių stočių pirkimo arba nuomos. Tai yra ko mes labai nekantriai laukėme – kosminių paslaugų rinka plečiasi. Maža to, turėdami pakankamai kuro, transportinių laivų mes galėsime patenkinti bet kokius poreikius, susijusius su kelionėmis į Mėnulį. Mes manome, kad ši rinka iš pradžių plėsis labai lėtai, o po jos augimas bus eksponentinis. Mes manome, kad daugiausiai klientų mes sulauksime iš kosminio turizmo ir atskirų šalių vykdomų pilotuojamų kosmoso tyrimo programų.

SPACE.com: Kokias kliūtis matote savo projekto įgyvendinime? Ar jos susijusios su technologijomis, finansais ar politinėmis priežastimis?

Bilas Stounas: Viskas kartu sudėjus. Pasakysiu dvi didžiausias:

1. Energijos šaltinis. Norint pilnai išnaudoti Mėnulį reikia kuo greičiau turėti veikiančius branduolinės sintezės reaktorius. Pradžioje vietoje jų gali būti naudojami kiti energijos šaltiniai, tačiau neilgai. Todėl būtina kuo greičiau pastatyti veikiančias ir toliau vystyti bei tobulinti branduolines jėgaines. Dėl šio dalyko mes jau pradėjome derybas su Baltųjų rūmų Mokslo ir technologijų politikos biuru tam, kad išreikštume palaikymą JAV vykdomoms branduolinių jėgainių sistemų projektams. Taip pat aktyviai domimės ir kitose šalyse vykstančiais branduolinių jėgainių projektais.

2. Finansinių išteklių užsitikrinimas visam projekto gyvavimo laikui. Tai reikalauja unikalios, netradicinės vadybos ir netradicinio mąstymo investuotojų. Mes ieškome tiek privačių kompanijų, tiek individualių asmenų, kurie yra linkę rizikuoti bei keisti istorijos tėkmę.

SPACE.com: Kokia jūsų programos kaina? Kaip gausite pinigus?

Bilas Stounas: Preliminariais vertinimais tam, kad projektas pradėtų atsipirkinėti, reikia maždaug 25 milijardų dolerių. Tiek išleidę mes jau turėtume galėti atlikti operacijas žemoje Mėnulio orbitoje. Be abejo, ši suma bus peržiūrėta, kuomet prasidės pirminės programos stadijos. Kalbant apie pinigų šaltinius, reiktų paminėti, kad bus keturios programos stadijos, kurių sudėtingumas augs, o nežinomybės faktorius mažės. Kiekviena fazė pareikalaus vis daugiau investicijų, kurios prilyginamos dabar vykdomiems energetiniams projektams Žemėje, tokiems kaip „Ekofisk“ ar vykdomiems tyrimams Šiaurės jūroje.

SPACE.com: Ką pasakytumėte žmonėms, kurie yra susirūpinę kad komercinis Mėnulio naudojimas pasidarys viršesnis už mokslinius tyrinėjimus ir tokiu būdu bus sunaikintas ankstyvosios Saulės sistemos vystymosi etapo pėdsakas?

Bilas Stounas: Mėnulio paviršius užima 35 milijonus kilometrų, jame yra milijardai tonų sušalusio vandens. Pirminiai kasinėjimų darbai bus vykdomi palyginti mažame plote, todėl mažai tikėtina, kad šie kasinėjimai turės kokios nors pastebimos įtakos Mėnulio paviršiui. Kitais žodžiais tariant, Mėnulio šiauriniame poliuje esančio vandens pagalba būtų galima aprūpinti kuru šatlo programos misijas 2300 metų į priekį, net jei būtų vienas šatlo skrydis per dieną. Tačiau šios ledo atsargos tėra tik ledkalnio viršūnė. Jei mokslininkų turimi duomenys teisingi, ledo Mėnulyje randama iki 80 laipsnių platumos, todėl vėlgi, kiekvieną dieną leidžiant po šatlą, kuro užtektų 250 milijonų metų.

Mėnulis yra pakankamai didelis, kad būtų galima suderinti tiek komercinius, tiek mokslinius tikslus. Mėnulyje esantis vanduo yra gyvybiškai būtinas tam, kad būtų įmanoma kosmines keliones padaryti labiau prieinamas. Kasdami ledą Mėnulyje mes tuo pačiu kirpsime virvę, rišančią mus su Žeme. Mes mokysimės, kaip galima patiems apsirūpinti naudojantis praktiškai beribiais Saulės sistemos energetiniais resursais. Jei žmonija galvoja kada nors išsiplėsti už Žemės ribų, reikia jau dabar mokintis atsakingai išgauti ir pasigaminti tai, ko mums gali prireikti kosmose, iš o, ką ten galima rasti. Mėnulis yra arti, jame yra naudingų resursų, ten mes galime pradėti mokytis.

„Shackleton Energy Co“ supranta, kad jei projektas pasisektų, tai būtų precedento neturinti įvykis, kuris lems kosminių tyrimų eigą, kartu ir labai didelė atsakomybė, kurią mes pasiruošę prisiimti. SEC pasiruošusi vesti dialogą su bet kuo, kas norėtų ir galėtų vystyti vienokią ar kitokią veiklą Mėnulyje, ypač su mokslo bendruomene. Dabar kompanija dirba su pačiais geriausiais specialistais, tam kad būtų sukurta teisinga ir gera Mėnulio resursų išgavimo praktika.

SPACE.com: Jūsų manymu, kaip Mėnulis atrodys po dvidešimties metų? Ar ten jau galės vykti įvairių naudingų resursų išgavimo operacijos, kurtis tiriamosios bazės, galbūt net turizmo industrija?

Bilas Stounas: Sunku dabar įsivaizduoti ateitį, tačiau pagal SEC planą, Menulis taps realiai prieinama vieta mokslui ir verslui. Taip pat tai galėtų tapti pati trokštamiausia vieta pasiturintiems žmonėms praleisti atostogas. Kaip ten bebūtų, SEC sieks, kad nuo pat pradžių mūsų gaminamas produktas būtų prieinamas visiems susimokėti gebantiems klientams. Realistiškai vertinant Mėnulis dar ilgai išliks tolima, nesvetinga ir klaidų neatleidžianti aplinka. Tie, kurie ten vyks, turės smarkiai rizikuoti, tačiau kelionės kaina smarkiai sumažės, o tai drastiškai praplės galimybių ribas. Mes tikimės, kad per 20 metų Menulyje bus kelios nuotoliniu būdu valdomos kasybos stotys, kurios SEC kompanijai ir tarptautiniams mokslinių tyrimų projektas tarnaus kaip avanpostai. Galbūt šalia atsiras ir šiokia tokia turizmo infrastruktūra ar gamybiniai kompleksai aptarnaujantys kasybos stotis. Be visų mūsų aptartų žingsnių, ateinantys 20 metų bus tokie patys, kaip praėję 40, per kuriuos neįvyko beveik nieko svarbaus. Mes tikimės, kad taip nebus.