Mining Lunar Soil and Ice kan være nøkkelen til menneskelig overlevelse på månen

Hvis du ble transportert til månen dette øyeblikkelig, ville du sikkert og raskt dø. Det er fordi det ikke er atmosfære, overflatetemperaturen varierer fra en rosting på 130 grader (266 grader F) til en beinkjøling minus 170 grader C (minus 274 grader F). Hvis mangel på luft eller forferdelig varme eller kulde ikke dreper deg, vil mikrometeorittbombardement eller solstråling. Månen er for all del ikke et gjestfritt sted å være.

Likevel, hvis mennesker skal utforske månen, og muligens bor der en dag, må vi lære å håndtere disse utfordrende miljøforholdene. Vi trenger habitater, luft, mat og energi, så vel som drivstoff til kraftraker tilbake til jorden og muligens andre destinasjoner. Det betyr at vi trenger ressurser for å møte disse kravene. Vi kan enten bringe dem med oss ​​fra Jorden - et dyrt forslag - eller vi må dra nytte av ressurser på månen selv. Og det er her ideen om "in-situ ressursutnyttelse" eller ISRU kommer inn.

Se også: Internett har blitt forelsket i NASAs nye video

Underbygging av innsats for bruk av maanmaterialer er ønsket om å etablere enten midlertidige eller til og med faste menneskelige bosetninger på månen - og det er mange fordeler med å gjøre det. Månedbaser eller -kolonier kan for eksempel gi uvurderlig opplæring og forberedelse til oppdrag til lengre flyktede destinasjoner, inkludert Mars. Utvikling og utnyttelse av månens ressurser vil trolig føre til et stort antall innovative og eksotiske teknologier som kan være nyttige på jorden, slik det har vært tilfelle med den internasjonale romstasjonen.

Som en planetarolog er jeg fascinert av hvordan andre verdener kom, og hvilke leksjoner vi kan lære om dannelsen og utviklingen av vår egen planet. Og fordi jeg en dag håper å faktisk besøker månen personlig, er jeg spesielt interessert i hvordan vi kan bruke ressursene der for å gjøre menneskelig utforskning av solsystemet så økonomisk som mulig.

In-situ ressursutnyttelse

ISRU lyder som science fiction, og for øyeblikket er det i stor grad. Dette konseptet innebærer å identifisere, utvinne og behandle materiale fra månens overflate og interiør og omdanne det til noe nyttig: oksygen for pust, elektrisitet, byggematerialer og til og med rakettbrensel.

Mange land har uttrykt et fornyet ønske om å gå tilbake til månen. NASA har en rekke planer om å gjøre det, Kina landet en rover på månens langt side i januar og har en aktiv rover der akkurat nå, og mange andre land har sine severdigheter satt på lunar oppdrag. Nødvendigheten av å bruke materialer som allerede er tilstede på månen, blir presserende.

Forutsetningen for månens levetid er å drive prosjektering og eksperimentell arbeid for å bestemme hvordan man effektivt kan bruke maunematerialer for å støtte menneskelig utforskning. For eksempel planlegger det europeiske romfartsselskapet å lande et romfartøy på Månens Sydpol i 2022 for å bore under overflaten på jakt etter vannis og andre kjemikalier. Denne båten vil ha et forskningsinstrument designet for å skaffe vann fra månens jord eller regolith.

Det har til og med vært diskusjoner om sluttbrudd og retur til Jorden, helium-3 låst i månens regolith. Helium-3 (en ikke-radioaktiv isotop av helium) kan brukes som brensel for fusjonsreaktorer for å produsere enorme mengder energi til en svært lav miljøkostnad - selv om fusjon som strømkilde ennå ikke er blitt demonstrert, og volumet av ekstraherbar helium-3 er ukjent. Likevel, selv om de sanne kostnadene og fordelene ved månen ISRU fortsatt er å se, er det liten grunn til å tro at den betydelige nåværende interessen for å gruve månen ikke vil fortsette.

Det er verdt å merke seg at månen kanskje ikke er et spesielt egnet reisemål for gruvedrift av andre verdifulle metaller som for eksempel gull, platina eller sjeldne jordarter. Dette er på grunn av differensieringsprosessen, der relativt tungt materiale synker og lettere materialer stiger når en planetarisk kropp er delvis eller nesten fullstendig smeltet.

Dette skjer i utgangspunktet hvis du rist et reagensrør fylt med sand og vann. I begynnelsen er alt blandet sammen, men sanden skilles til slutt fra væsken og synker til bunnen av røret. Og akkurat som for Jorden er det meste av månens beholdning av tunge og verdifulle metaller sannsynligvis dypt i mantelen eller til og med kjernen, der de egentlig ikke er tilgjengelige. Faktisk er det fordi mindre organer som asteroider generelt ikke gjennomgår differensiering at de er så lovende mål for mineralutforskning og utvinning.

Månedannelse

Faktisk har månen et spesielt sted i planetarisk vitenskap fordi det er den eneste andre kroppen i solsystemet hvor mennesket har satt fot. NASA Apollo-programmet på 1960- og 70-tallet så totalt 12 astronauter gå, hoppe og rove på overflaten. De steinprøver de brakte tilbake og forsøkene de forlot der, har gjort det mulig å forstå forståelsen av ikke bare vår måne, men om hvordan planeter danner seg generelt, enn det ville vært mulig ellers.

Fra disse oppdragene, og andre i de påfølgende årtier, har forskere lært mye om månen. I stedet for å vokse fra en sky av støv og is som planeter i solsystemet, har vi oppdaget at vår nærmeste nabo er sannsynligvis et resultat av en stor påvirkning mellom proto-jorden og et Mars-størrelse objekt. Den kollisjonen skutt ut et stort volum av rusk, hvorav noen senere samles i månen. Fra analyser av måneprøver, avansert datamodellering og sammenligninger med andre planeter i solsystemet, har vi lært blant mange andre ting at kolossale virkninger kan være regelen, ikke unntaket, i de tidlige dager av dette og andre planetariske systemer.

Å utføre vitenskapelig forskning på månen vil gi dramatiske økninger i vår forståelse av hvordan vår naturlige satellitt kom til å være, og hvilke prosesser opererer på og innenfor overflaten for å få det til å se ut som det gjør.

De kommende tiårene holder løftet om en ny æra av lunarforskning, med mennesker som bor der i lengre perioder av tid aktivert ved utvinning og bruk av månens naturressurser. Med jevn, fast anstrengelse kan månen ikke bare bli et hjem for fremtidige oppdagelsesreisende, men den perfekte steppestenen for å ta vårt neste store sprang.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation av Paul K. Byrne. Les den opprinnelige artikkelen her.