人类如何回归月亮:月球探索的未来©科学照片库

人类如何回归月亮:月球探索的未来

未来几年将看到月球探险家的爆炸。但是当他们到达那里时,他们会寻找什么?

近40年来,我们最近的宇宙邻居月亮,当我们看着太阳系的别处时,他们就独自留下了。这是2013年改变的,当时中国的嫦娥3人着陆器触及月球表面。从那时起,月球有兴趣。美国宇航局,中国甚至私营公司正在回到它上,有数十个机器人和人类任务。在未来十年内,在月球表面上有很多挤在月球表面上的东西,但这一次,我们将留下来。

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“我们知道月亮有潜在的资源,可用于太空探索,” 伊恩克劳福德是来自伦敦大学Birkbeck的行星科学教授。 “特别是水冰困在杆的陨石坑的黑暗阴影中。”

与地球不同,月亮的轴不是以大角度倾斜,因此当您在月球赤道时,太阳在不断开销。然而,如果你处于月球杆,那么太阳总是在地平线上,营造在周围的陨石坑里的长期永久阴影。多年来,从太阳中隐藏,那些陨石坑的温度足够低,水冰已经能够在他们身上生存,这是俘获每个人的兴趣。

“水是空间探索的极其有用的物质,当然在人类勘探的背景下,”克劳福德说。 “这是对生命的要求,但也可以分解成氧气和氢气。结合,他们是一个有用的火箭推进剂。“

中国嫦娥3次着陆器在月球表面上©Shutterstock
中国嫦娥3次着陆器,及其玉图罗孚有效载荷,于2013年12月14日在月球上触动 - 从地球到近四十年的第一个工艺©Shutterstock

虽然行星地质学家多年来看过农宫冰的迹象,但2017年,水域的矿物质山雀在印度月球轨道Chandrayaan-1上进行了详细分析,仍然存在水的第一个明确证明。

虽然地球上有大量的水,但它很重 - 每立方米重1,000千克。将其发射到太空中需要大量的能量。如果是,我们可以找到一种方法来收获水超越地球的引力拉力,它将允许在月球和超越的较大和更雄心勃勃的项目。

“如果我们要参与人类空间探索的计划,月亮是一个明显的开始,”克劳福德说。

虽然两极似乎是水,但它最集中在南方。一个被称为南极 - 奥克伦盆地的地区 - 月球最大的冲击火山口 - 是几个大沉积的冰层。然而,冰是什么,冰是什么。

“我们仍处于初步勘探阶段,”克劳福德说。 “我们不知道我们是否应该在这里和那里调查大块冰块,或者只是用月球土壤混合的微小微米粒大小。”

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美国宇航局计划将挥发物调查极性勘探流浪者(VIPER)送到奥克伦盆地的使命。一旦在那里,它将推动到其中一个陨石坑的阴影中,以研究表面上的冰,并用钻头它下方两米。

水也特别感兴趣。由于它仍然不受干扰地为数百万,或有时数十亿多年,它给了行星地质学家进入过去的窗口。

“月亮非常古老,地质上不活跃,这意味着它是岩石行星演变的一种博物馆 - [它的岩石持有]在形成后不久,这是最早的演变的记录,”克劳福德说。冰可以作为档案,详细介绍了彗星和小行星如何向月球带到月球上。由于这些都将携带水到我们的星球上,这样的理解会告诉我们与月亮一样的地球历史。

月亮地图用水沉积物突出显示蓝色©Getty Images
美国宇航局的月亮矿物学映射器检测到2018年的月球杆附近的水存款(蓝色)©Getty Images

虽然许多特派团想要追随水并探索极地地区,但这并不是没有挑战。到目前为止,大多数农历任务都在阳光照射赤道周围触及,太阳能电池板可以轻松提供电力。当你在永久黑暗中的某个地方前往某个地方时,这是棘手的。

一些早期的任务,如Viper,将使用可充电电池在阴影中进行简短的丘比,但长期任务需要更多的想法。如果未来宇航员计划在挖掘月球冰上,他们需要一个永久的基础,以便需要一个非常具体的位置繁荣。

“最好的地方,如果你能在月球上找到它,那将是一个永久阴影区域,靠近一个持久的光芒,持久的光线,几乎可以享受来自太阳能电池板的电力,以及庇护所的洞穴,” John Thornton从Astrobotic,公司签约NASA签约将VIP运送到月球。 “洞穴提供地下的良好热环境。如果我们能找到那个位置,毫无疑问,这将是人类住区弹出的地方。“

一旦发现一个地方,它就成为建造基地的情况。最初,这可能是通过从地球运输的结构完成的,尽管启动车辆的体重和大小限制会限制可以发送的内容,因此建立原位的基地会更好。幸运的是,在月球上有建筑材料。几个项目正在寻找收获的utolith - 由Micrometeorites粉碎月球岩石创造的细层 - 并使用它到3D打印结构。

在长期内,可以从月球岩石中提取铁和钛。我们需要建立一个炼油厂来处理它们,但可以访问超越地球的重力的这些金属将使我们能够建立更大的结构和航天器。 1994年1月推出的克莱门特航天器在月球母马周围检测到最高水平的金属 - 由古代熔岩流动创造的黑暗区域。作为一个额外的奖金,大多数矿石是氧化物,所以它们会产生氧气作为副产物。

但并非所有潜在的月球资源都很容易提取。估计有亿吨氦-3,一个潜在的燃料来源,在月球表面上,但提取它需要每秒几个巨大的工业综合体数百个巨大的巨大乐曲 - 几个世纪以来的前景即使是不可行的展望最雄心勃勃的情况。

NASA的VIPER ROVER正在地球上进行测试©NASA / DOMIC HART
美国宇航局正在开发Viper Rover,探索月球南极附近的陨石坑,并检查它发现的任何冰,而且在月球表面©NASA / Dominic Hart

然而,这种雄心勃勃的计划无法单独进行。目前有两个超级大国致力于将人类放在月球上:美国和中国。虽然美国法律防止了两者合作,但他们都与其他国家联系来帮助他们实现他们的目标。

“农历勘探可以成为国际合作的巨大关注,我认为这是非常需要的,特别是在今天的国际气氛中,”克劳福德说。

尽管在2003年才能签下其第一个“太基泰基纳岛”的空间,但中国的空间计划正在迈进。它的嫦娥一系列机器人农历任务已经疯狂地成功,并在2019年(嫦娥4岁)的远端看到了第一次着陆并计划与嫦娥6人从月球南极返回第一个样本(由于2023年推出)。

嫦娥4名任务从荷兰,瑞典和德国携带工具,而欧洲宇航员已经与中国同行一起运行了几次培训练习。虽然中国人对精确的计划秘密,但他们明确表示,这些任务是月球登陆使命的前兆。

几十年来,更多的经验呼吁,美国的努力有点成熟。他们目前的计划在网关周围居中,一个将轨道轨道的月球站。该站将作为月球表面的任务,并潜在的火星及以后的任务。

日本,加拿大和欧洲太空机构都签署了帮助,同意建立车站的部分,并在一天向月球发送自己的宇航员的承诺。门户的第一部分是由于2023年飞行,在2026年开始运营。同时美国宇航局已经计划了艾蒿,将第一个女人送到月球表面2024。

潜在月亮基地的渲染©科学照片库
可以使用用壳牌覆盖的充气结构建造了农历栖息地,由3D印刷的regoLith制成,以防止辐射乘客©ESA / Foster +合作伙伴

这些野心也有助于培养在过去十年中盛开的太空探索的分支:私营企业。为了鼓励空间部门的增长,美国宇航局设立了商业月球有效载荷服务计划,要求公司将空间机构的科学仪器运送到月球。

“美国宇航局计划在接下来的八到10年内每年至少购买两个农历任务,”桑顿说。 “这是迈向日常商业化,正常运输到月球的第一步。”

除了NASA更便宜,它还为拥有更小的预算的人创造了机会。 2021年末,天使毒株将通过十几个美国宇航局汇集其Peregrine Lander到月球上,但它也有空间运输其他项目,每公斤1.2米(约850,000英镑)。这可能听起来很多,但在太空飞行方面,这是一个讨价还价。

“即使是在我们的第一次使命,我们也拥有广泛的客户,”桑顿说,大学,公司甚至是私人的桑顿说,搭乘乘坐。 “我们从英国有一份有效载荷,实际上是一个有趣的小步行漫游者,这将走过地表。”

旁边的天空是许多其他公司,所有其他公司都准备前往月球表面。虽然它们都没有成功降落,但乘客没有缺乏等待搭乘骑行。月球表面即将得到比以往任何时候的忙碌。

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