👨‍💻 🛅 🎏 مساكن الفضاء ، الجزء 2: كيف سنعيش على القمر 🛄 🍖 🏭

تحدثنا عن مساكن الفضاء ، لقد حان الوقت للانتباه إلى القمر ، أقرب شيء إلينا ، مناسب للاستيطان البشري.

زار الناس القمر بالفعل. لكن الحد الأقصى للوقت الذي قضاه هناك كان 75 ساعة ودقيقة واحدة. هذا ليس كافيًا ، لأن وكالات الفضاء في العديد من البلدان ترغب في إنشاء قواعد كاملة على القمر الصناعي الطبيعي للأرض تسمح لها بتنفيذ مهام مهمة استراتيجيًا ، بما في ذلك احتياجات القوات المسلحة واستخراج الهليوم 3.

يجب على العلماء التعامل مع مجموعة متنوعة من المشاكل ، بما في ذلك اختيار مواد البناء ، ودرجات الحرارة القصوى ، وإمكانية وجود مستقل للمستعمرة. علاوة على ذلك ، حول البرامج القمرية في الترتيب الزمني وحول التطورات الحديثة التي يمكن استخدامها في تنفيذها.

القمر هو قمر صناعي طبيعي للأرض وثاني ألمع جسم في السماء. بدأت أولى الرحلات إلى أجسام فضائية أخرى في أعمال الخيال العلمي بدقة مع القمر - في أعمال جول فيرن "من الأرض إلى القمر بطريقة مباشرة في 97 ساعة و 20 دقيقة" و "حول القمر". وأصبح القمر أول جسم فضائي يزوره الإنسان .

بدأ العمل في اتجاه الاستعمار في الحياة الواقعية حتى الستينيات ، عندما بدأ الاتحاد السوفييتي والولايات المتحدة سباق القمر.

نجمة

في الاتحاد السوفياتي منذ عام 1962 ، كان الأكاديمي فلاديمير بارمين وزملاؤه من مكتب Spetsmash مسؤولين عن تطوير قاعدة قمرية طويلة المدى نيابة عن سيرجي كوروليف. وكانت النتيجة واحدة من أولى مشاريع استكشاف القمر المفصلة "ستار" .

في إطار المشروع ، احتاجت مجموعة من العلماء السوفييت إلى التفكير في أهداف القاعدة ، ومبادئ بنائها ، ومراحل الانتشار ، وتكوين المعدات والآفاق العسكرية المحتملة.

تم التخطيط لوضع تسع وحدات قابلة للسكن على القمر . لكل منهم كان عليه أن يجيب رائد فضاء واحد. الغرض من الوحدات هو المركزي ، القيادة ، مختبر المستودعات ، ورشة عمل ، طبي مع ألعاب محاكاة الجمباز ، غداء. الوحدات الثلاث المتبقية سكنية.

في عام 1967 ، تم اختبار وحدة واحدة على الناس على الأرض في معهد المشاكل الطبية الحيوية ، وبعد ذلك قرروا تجهيز المبنى بنافذة مزيفة تظهر صورًا من كوكبهم الأصلي. قرروا وضع جهاز عرض أمام دراجة التمرين حتى يتمكن رائد الفضاء من "القيادة حول موسكو". وفقا للعلماء ، كانت هذه التدابير مهمة للحفاظ على الصحة العقلية لرواد الفضاء.

الوحدة القياسية لمعدات "ستار"

القاعدة للقاعدة القمرية ، وعدد البعثات

مشروع Lunex

قبل ذلك بقليل ، منذ عام 1958 ، بدأ الأمريكيون في تطوير بعثة Lunex الاستكشافية القمرية المأهولة. كان من المفترض أن تفتح قاعدة تحت الأرض للقوات الجوية على قمر صناعي من الأرض لـ 21 شخصًا. يمكن للمركبة الفضائية ، التي خططت لنقل رواد فضاء عسكريين إلى القمر ، أن تستوعب ثلاثة أشخاص. لقد أرادوا إرسال "الدفعة" الأولى من الناس بحلول عام 1967 ، بعد إنشاء مركبة هبوط مأهولة بحلول عام 1965.

كان لدى المشروع مشاكل لم يتم حلها ، بما في ذلك الحاجة إلى تطوير مرحلة إطلاق القمر ، مما يسمح بالعودة إلى المدار وكذلك إلى الأرض.

سيساعد وضع القاعدة تحت السطح على التعامل مع مشكلة واحدة مهمة: تتراوح اختلافات درجات الحرارة من 60160 درجة مئوية إلى +120 درجة مئوية.

سفينة الفضاء لونكس ، ويكيبيديا

أفق المشروع

وفي الوقت نفسه ، كان مشروع Horizon قيد التطوير. كان هدفه أيضًا نشر قاعدة عسكرية أمريكية على القمر. بالفعل في عام 1966 ، كان من المفترض أن تعمل قاعدة مكونة من اثني عشر فردًا عسكريًا ، ولكن لم يتم تنفيذ المشروع أبدًا.

تم التخطيط لتسليم مكونات المركبة الفضائية والمعدات الأخرى إلى مدار الأرض لتجميعها في 147 عملية إطلاق لمركبات الإطلاق. وفقًا للخطة ، كان من المفترض أن يبدأوا في عام 1964 ، في يناير 1965 - لتسليم البضائع إلى القمر. في أبريل 1965 ، بدأ رائدا فضاء في بناء القاعدة. في نوفمبر 1966 ، كان من المفترض بالفعل أن يكون اثني عشر جنديًا على سطح القمر. في المجموع ، تم تخطيط 220 طنا من البضائع إلى القمر.

يمكن أن تكون وحدات حياة وعمل الجيش عبارة عن أسطوانات معدنية بقطر 3.05 متر وطول 6.1 متر. تم التخطيط لاستخدام وحدتين للطاقة النووية لإمدادات الطاقة.

تم التخطيط لحماية القواعد من الغزو السوفياتي بمساعدة الصواريخ غير الموجهة برؤوس حربية وألغام معدلة إلى بدلات فضائية خارقة.

اعتبر المشروع غير عملي.

موقع Horizon Lunar Outpost ، المصدر

واحة القمر

في المؤتمر الأربعين للاتحاد الدولي للملاحة الفضائية في عام 1989 ، قدم موظفان من وكالة ناسا مايكل ديوك وجون نيهوف مشروع واحة القمر ، وهو برنامج استعمار القمر لمدة عشر سنوات.

كان يجب تسليم جميع المعدات والأشخاص في ثلاثين رحلة ، نصفها يعمل. يمكن لكل من الصواريخ المأهولة تسليم ما يصل إلى 14 طنًا من البضائع والشاحنات غير المأهولة - ما يصل إلى 20 طنًا. في غضون عشر سنوات فقط ، تم التخطيط لإرسال 594 طنًا من البضائع إلى القمر.

يتكون البرنامج من ثلاث مراحل تبعا لنتائجها يمكن تبني التغييرات المختلفة. مدة المرحلة الأولى سنة واحدة. ستوفر الشاحنة غير المأهولة وحدة سكنية مؤقتة مع نظام مستقل لدعم الحياة. بعد أربعة أشهر ، ستقدم شاحنة أخرى معدات البناء ، ونظام طاقة مؤقت ، والطعام. سوف ينقل الإطلاق الثالث إلى القمر أربعة رواد فضاء يقومون بتنشيط الوحدة ويبدأون في نشر القاعدة.

Lunar Oasis Lunar Base، 1989، NASA

ستقوم سفينة الشحن الرابعة بتوصيل المواد الغذائية إلى السكان القادمين في واحة Lunar ، وهي خامس محطات طاقة نووية صغيرة ومعدات لإنتاج الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والهيدروجين من الغبار والحجارة. ستقوم المهمة السادسة بتسليم ستة رواد فضاء سيعيشون على القمر لمدة عام.

سيفتح الإطلاق السابع المرحلة النهائية من المرحلة الأولى ، حيث سيتم تسليم عشرة مساكن قابلة للنفخ إلى القمر ، والتي سيجمعها رواد الفضاء وينفخون. سيتم وضع الوحدة في حفرة لحمايتها من الإشعاع الشمسي والكوني. كجزء من المهمة التاسعة ، سيتم تسليم عشرة رواد فضاء إلى القمر ، وسيعود ستة رواد فضاء إلى الأرض.

يمكن ملء جدران الوحدة السكنية بالهيدروجين ، والذي يمكن استخراجه من قمر القمر باستخدام التحليل الكهربائي .

سوف تستغرق السنوات السبع القادمة المرحلتين الثانية والثالثة. سيتم تسليم مسكن آخر قابل للنفخ ، ونظام دعم الحياة المغلق ، ومحطة طاقة نووية ميغاوات ، ووحدات إنتاج ، وألواح شمسية والعديد من رحلات رواد الفضاء إلى القمر.

وقدرت تكلفة المشروع بنحو 550 مليار دولار على مدى عشر سنوات ، أي حوالي 55 مليار دولار في السنة. للمقارنة: في عام 2014 ، أنفقت الولايات المتحدة 80 مليار دولار على انسحاب القوات من أفغانستان.

مبنى سكني قطاعي

كوكبة

من عام 2004 إلى عام 2009 ، طورت الولايات المتحدة برنامج Constellation ، والذي يتضمن نشر قاعدة على القمر لدعم الرحلات إلى المريخ. يصور الشعار أهداف البرنامج ومعالمه: النصف الأول يرمز إلى الأرض - أولاً ، كان من المفترض أن تصل الصواريخ داخل البرنامج إلى محطة الفضاء الدولية ، النصف الثاني - القمر ، الثالث - المريخ. كجزء من البرنامج ، تم تطوير مركبات إطلاق Ares من الفئة الثقيلة ، وهذا هو إله الحرب اليوناني القديم ، الذي يتوافق معه المريخ في الأساطير الرومانية.

في عام 2010 ، غطى باراك أوباما البرامج بسبب نقص الأموال. تم استبدال "كوكبة" بمشروع ينطوي على استخدام الآلهة الروبوتية.

شعار كوكبة ناسا

منازل قابلة للنفخ

يعمل العلماء على طرق مختلفة لتقليل كمية البضائع اللازمة لتسليمها إلى القمر. إحدى هذه الطرق هي المباني القابلة للنفخ. وهي أخف بكثير من نظائرها التي تم إنشاؤها باستخدام كمية كبيرة من المعدن ، وفي الوقت نفسه تشغل مساحة أقل في حالة مفككة.

في عام 2007 ، عمل المتخصصون في مركز أبحاث لانغلي على وحدات قابلة للنفخ خفيفة الوزن من المفترض أن يتم نشرها حول سفينة الهبوط. الوحدات مصنوعة على شكل اسطوانة بقطر 3.65 متر ، يتم تركيبها عموديا ومجهزة بقفل محكم. تم اختبار المقصورة السكنية في لانجلي.

يمكن أن تكون هذه الوحدات القابلة للنفخ عبارة عن سكن مؤقت ، أو يمكن أن تصبح دائمة إذا كانت محمية من الإشعاع الكوني والاستحمام النيزكي بالتربة القمرية القديمة.

وحدة قابلة للنفخ طورتها وكالة ناسا بالتعاون مع ILC Dover ،

وفي الوقت نفسه ، هناك بالفعل وحدات مقاومة للإشعاع - وهي وحدات من Bigelow Aerospace . تم إرسال الوحدات الأولى إلى الفضاء في عامي 2006 و 2007 ، حيث لا تزال موجودة. في أبريل 2016 ، تم إطلاق وحدة أخرى ، وفي 16 أبريل تم إرساؤها إلى محطة الفضاء الدولية. على مدى العامين المقبلين ، سيأتي رواد الفضاء إليها بشكل دوري لاختبار التكنولوجيا والتحقق من القدرة على الحفاظ على الضغط وتحمل الإشعاع والنيازك والحطام الفضائي. في وقت لاحق ، مع مراعاة نتائج الاختبار ، سيتمكنون من تكييفها للنشر على القمر.

مباني التربة القمرية

خيار آخر هو بناء منزل مباشرة من أسفل باستخدام الطابعات. على الأرض ، تطبع المنازل والمكاتب بالفعل ، يبقى فقط لوضع اللمسات الأخيرة على تصميم الطابعات ، مع مراعاة ظروف القمر.

أعلنت وكالة الفضاء الأوروبية في عام 2011 عن مشروع الطباعة ثلاثية الأبعاد لقاعدة القمر ، التي تستخدم التربة المحلية - كمواد بناء. هذه طبقة غبار ركام مختلفة الحبيبات بعمق عدة أمتار ، وتتكون من الصخور النارية والمعادن والنيازك وتحتوي على الألومنيوم والحديد والتيتانيوم. الجسيمات الصغيرة لديها التصاق عالية. ولكن للطباعة باستخدام regolith ، سيتعين عليها إضافة أكسيد المغنيسيوم ، الذي سيتم تسليمه من الأرض.

استراتيجية Roscosmos

اليوم ، يعد بناء القاعدة القمرية أحد الأهداف الإستراتيجية الرئيسية للملاحة الفضائية الروسية للعقد القادم. يخططون لإرسال رواد فضاء إلى القمر في 2030s ، بينما تخطط الولايات المتحدة والصين واليابان ووكالة الفضاء الأوروبية لبناء قواعدهم هناك. من بين الأهداف الرئيسية ، غالبًا ما يطلق عليها ليس احتياجات القوات المسلحة ، ولكن استخراج الهليوم 3 ، وهو ضروري للطاقة النووية الحرارية. وبلغ متوسط سعر هذا النظير للتر الواحد في حالة غازية في عام 2009 ، وفقًا لبعض التقديرات ، 930 دولارًا أمريكيًا.

وفقًا لفرضية العلماء ، في تفاعل 1 طن من الهيليوم -3 مع 0.67 طن من الديوتريوم ، فإن الطاقة المنبعثة تعادل احتراق 15 مليون طن من النفط. لكن عمال المناجم سيضطرون إلى العمل بلا كلل: 100 طن من الريجولت لا يمثل سوى جرام واحد من الهيليوم -3 ، أي أنه يجب معالجة 100 مليون طن من التربة القمرية لإنتاج طن من النظائر.

من بين الأهداف الأخرى: إجراء تجارب في علم الفلك وعلم الكونيات وبيولوجيا الفضاء ودراسة القشرة لدراسة تطور النظام الشمسي ونشر المقاريب التي يسهل صيانتها وتحديثها من المراصد الفضائية. يمكن أن تصبح القاعدة نقطة عبور للبحث بين الكواكب.

مشروع استعمار القمرتم إرسال Roscosmos إلى الحكومة الروسية في عام 2014. في المرحلة الأولى ، سيتم إنشاء موقع أمامي مزود بتركيب طاقة ووحدة دعم الحياة ووحدة مختبرية تجريبية على قمر صناعي أرضي. سيتم تجهيز رواد الفضاء برحلات القمر ونجوم القمر. في عام 2016 ، تم تعديل البرنامج ، والتخطيط لتسليم رواد الفضاء 2030-2035. عند تطوير البرنامج ، استخدم العلماء بنشاط التطورات التي حدثت في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. يقترح

رئيس قسم البرامج المأهولة في معهد Roscosmos Oleg Saprykin إرسال صور رمزية لدراسة سطح القمر ، والتي ، بفضل التأخير لمدة 4 ثوان فقط ، يمكن التحكم فيها في الوقت الفعلي. تخطط Roscosmos لاستثمار 2.5 مليار روبل في روبوتات رواد الفضاء من 2016 إلى 2024 .

بالنسبة للرحلات إلى القمر ، يقترح روسكوزموس استخدام سفينة النقل التابعة للاتحاد . يجب أن تحل سلسلة من السفن متعددة المقاعد محل "الاتحاد". التطوير مستمر منذ عام 2009. يمكن أن تستمر السفينة في رحلة مستقلة لمدة تصل إلى 30 يومًا ، في حين يتم توفير حمام لرواد الفضاء.

الآفاق

عند بناء قاعدة قمرية ، يحتاج العلماء إلى إيجاد طريقة لحماية الناس من الإشعاع الشمسي والنيازك الدقيقة. على عكس الأرض ، لن يساعد جو القمر. يجب أن تكون المباني قوية بما يكفي بحيث لا تتمكن النيازك الصغيرة من إلحاق أضرار ملحوظة بها. يتم حل مشكلة الإشعاع في حالة التوهج الشمسي عن طريق المأوى المناسب في غرفة ذات حماية مناسبة. تسمى إحدى طرق تقسية المباني والحماية من الإشعاع باستخدام regolith. غباره قادر على الذوبان في فرن ميكروويف ، يتحول إلى زجاج ، يمكن استخدام هذه الخاصية على القمر لإنتاج الطوب. يمكن استخدام Regolit لطباعة المباني باستخدام طابعات ثلاثية الأبعاد ، أو لتجميع الوحدات - نفخ أو معدن.

Regolith ، التي يمكن أن تساعد في البناء ، يشكل خطرا على الناس. تشكل الجزيئات الصغيرة من غبار القمر خطورة على رواد الفضاء الذين تعلمتهم وكالة ناسا خلال برنامج أبولو 17 عندما استنشق هاريسون شميت هذا الغبار ، الذي صعد على متن السفينة مع بدلات الفضاء. بدأ يبدو مثل حمى القش ، والتي لاحظها حتى العامل في هيوستن في صوته. حمى القش الشائعة ، أو التهاب الملتحمة الأنفي التحسسي الموسمي ، هو مرض موسمي ناتج عن حساسية ضد حبوب اللقاح من النباتات. في هذه الحالة ، ظهرت أعراض مشابهة بسبب غبار القمر.

يمكن أن يكون أي غبار ضارًا ، لكن الجسم بمساعدة ألياف خاصة على سطح الرئتين يمكن أن يزيلها إلى القصبات الهوائية ، حتى يتمكن الشخص بعد ذلك من إزالة حلقه والتخلص منها. لكن الزغب لا يمكنه التقاط جزيئات الغبار حتى 2.5 ميكرومتر. مثل هذا الغبار يتمسك الأنسجة ويسبب الالتهاب. في حالة الرجولة ، نحن نتحدث عن حبيبات الزجاج وأجزاء من الحديد النيزكي حتى 20 نانومتر. يمكنهم دخول مجرى الدم مباشرة.

واحدة من المهام المهمة للمستعمرين هي تزويدهم بالطعام. على الرغم من أنه بالمقارنة مع المريخ ، فإن القمر ليس بعيدًا ، سيكون من الأفضل تقليل عدد الشحنات التي يجب تسليمها إلى القمر الصناعي ، وبالتالي عدد عمليات الإطلاق. سيحتاج المستعمرون إلى تكرار نجاح مارك واتني والانخراط في الزراعة. علاوة على ذلك ، هناك ماء لهذا على القمر.

في الوقت الحالي ، لدى العديد من البلدان برامج لتطوير القمر الصناعي للأرض. ولكن ، مثل ما قبل عشر وثلاثين عامًا ، على الرغم من التفصيل والتخطيط التفصيليين ، فقد لا يتم تحقيقهما. إذا حكمنا من خلال تجربة السنوات الخمسين الماضية ، فإن إحدى المشاكل الرئيسية هي التمويل.

مساكن الفضاء ، الجزء 2: كيف سنعيش على القمر