Návrat na Měsíc byl horečným snem mnoha vědců a astronautů. Od té doby, co program Apollo vyvrcholil prvními astronauty, kteří na Měsíc vstoupili 20. července 1969, hledali jsme způsoby, jak se vrátit na Měsíc… a zůstat tam. V té době bylo vypracováno a zváženo několik návrhů. Ale v každém případě tyto plány selhaly, navzdory odvážným slovům a odvážným slibům.
Na semináři, který se konal v srpnu 2014, se však zástupci NASA setkali s Harvardským genetikem Georgeem Churchem, Peterem Diamandisem z Nadace X Prize a dalšími stranami investovanými do průzkumu vesmíru, aby diskutovali o levných možnostech návratu na Měsíc. Články, které byly nedávno zpřístupněny ve zvláštním vydání Nový prostor, popište, jak by mohla být na Měsíci postavena osada do roku 2022, a za relativně nízké náklady ve výši 10 miliard USD.
Jednoduše řečeno, založení základny na Měsíci má mnoho výhod. Kromě poskytování čerpacích stanic, které by oholily miliardy z budoucích vesmírných misí - zejména na Marsu, které jsou plánovány na 30. léta 20. století - by poskytly jedinečné příležitosti pro vědecký výzkum a testování nových technologií. Plány na jeho vybudování však byly trvale omezovány dvěma klíčovými předpoklady.
První je, že financování je největší překážkou, kterou je třeba překonat, což je pochopitelné vzhledem k nákladům na vesmírnou misi za posledních 50 let. Zkrátka, program Apollo by v dnešních dolarech stál daňové poplatníky přibližně 150 miliard dolarů. Mezitím roční rozpočet NASA na rok 2015 činil přibližně 18 miliard USD, zatímco jeho plánovaný rok 2016 dosáhne 19,3 miliardy USD. Ve dnech, kdy průzkum vesmíru není věcí národní bezpečnosti, je jisté, že peníze budou vzácnější.
Druhým předpokladem je, že prezidentský mandát „návratu na Měsíc k pobytu“ je vše, co je potřeba k překonání tohoto problému a zpřístupnění nezbytných rozpočtů. Ale i přes opakované pokusy žádný mandát pro obnovený lunární nebo kosmický průzkum problém nevyřešil. Stručně řečeno, průzkum vesmíru brzdí konvenční myšlení, které předpokládá, že jsou zapotřebí obrovské rozpočty, a že je správy prostě musí zpřístupnit.
Po pravdě řečeno, řada pokroků, které byly učiněny v posledních letech, umožňuje misi, která by stála výrazně méně. To byla otázka diskuse o tom, jak by mohla být měsíční základna přínosem pro průzkum vesmíru a lidstvo. Jako astrobiolog NASA Chris McKay - který editoval Nový prostor série časopisů - řekl časopisu Space Magazine e-mailem, jednou z klíčových výhod nákladově efektivní základny na Měsíci je to, že přinese další mise do oblasti cenové dostupnosti.
"Mám zájem o dlouhodobou výzkumnou základnu na Marsu - nejen o krátkodobé lidské přistání," řekl. „Zřízení výzkumné základny na Měsíci ukazuje, že víme, jak to udělat, a dokážeme to udržitelným způsobem. Musíme se dostat pryč ze současné situace, kdy jsou náklady tak vysoké, že základna na Měsíci, lidská mise na Mars a lidská mise na asteroid se vzájemně vylučují. Pokud dokážeme snížit náklady o 10x nebo více, můžeme je udělat všechny. “
Ústředním prvkem je několik klíčových změn, ke kterým došlo za poslední desetiletí. Patří mezi ně rozvoj kosmického podnikání, což vedlo k celkovému snížení nákladů na jednotlivé startovní lodě. Vznik průmyslu NewSpace - tj. Obecný termín pro různé soukromé komerční letecké podniky - je dalším, který v poslední době vyvíjí pokroky v technologii a nalézá aplikace pro ně ve vesmíru.
Podle společnosti McKay tento a další technologický vývoj pomůže vyřešit otázku rozpočtu. „Kromě spouštěcích nákladů jsou klíčem ke snížení nákladů na základnu na Měsíci využití technologií pro udržitelnost vyvíjených na Zemi. Moje oblíbené příklady jsou 3D tisk, elektromobily, autonomní roboty a recyklační toalety (jako toaleta s modrou zneužíváním). “
Alexandra Hall, bývalá vrchní ředitelka Nadace X Prize a jeden z hlavních autorů seriálu, také vyjádřila význam nových technologií pro zajištění funkčnosti této měsíční základny. Jak řekla časopisu Space Magazine e-mailem, bude to mít významné výhody zde na Zemi, zejména v příštích desetiletích, kdy se nárůst populace bude časově shodovat se snižováním zdrojů.
"Pokroky v podpoře života a život v uzavřené smyčce, které jsou nezbytné pro udržení života po dlouhou dobu na Měsíci, budou bezpochyby poskytovat pozitivní dopady, které prospívají životnímu prostředí i naší schopnosti žít se změnou klimatu a snižováním zdrojů," uvedla. „Dokážeme-li přijít na to, jak budovat struktury s tím, co je již na Měsíci, můžeme tuto technologii použít k tomu, abychom nám pomohli vytvořit infrastrukturu a přístřeší řešení z in-situ materiálů na Zemi. Pokud můžeme použít skálu, která je tam přímo, možná se můžeme vyhnout přepravě asfaltu a cihel po celém světě! “
Dalším důležitým aspektem zefektivnění měsíční základny byl potenciál mezinárodních partnerství, jakož i partnerství mezi soukromým a veřejným sektorem. Jak to vysvětlil Hall:
"I když budou existovat komerční trhy pro případné plody našich snah o průzkum na Měsíci, na počátečních trzích bude pravděpodobně dominovat vláda." Soukromý sektor je nejlépe schopen reagovat způsoby, které poskytují nákladově efektivní a konkurenceschopná řešení, když vlády stanoví a zaváží se k dlouhodobým cílům průzkumu. Věřím, že výhra Google Lunar XPRIZE vyplaví další soukromé a obchodní partnery za účelem trvalého urovnání Měsíce, což by mohlo zatemnit potřebu významné účasti vlády. Jednou malá společnost prokáže, že je skutečně možné dostat se na Měsíc a být produktivní, což ostatním umožňuje začít plánovat nové obchody a snažit se. “
Pokud jde o to, kam tato základna půjde a co bude dělat, je popsáno v předmluvě „Směrem k levnému měsíčnímu vypořádání“. Navrhovaná lunární základna by v podstatě existovala na jednom z pólů a byla by modelována na americké antarktické stanici na jižním pólu. To by bylo provozováno NASA nebo mezinárodním konsorciem a ubytovalo posádku asi 10 lidí, směs personálu a polních vědců, která by se střídala třikrát ročně.
Aktivity na bázi, které by měly být podporovány autonomními a vzdáleně provozovanými robotickými zařízeními, by se soustředily na podporu terénního výzkumu, zejména absolventy diplomových prací. Další klíčovou aktivitou pro obyvatele by byly testování technologií a programových precedensů, které by mohly být použity na Marsu, kde NASA doufá, že v nadcházejících desetiletích vysílá astronauty.
Několikrát v řadě je zdůrazněno, že to lze provést za relativně nízké náklady ve výši 10 miliard USD. Toto celkové hodnocení je nastíněno v článku „Shrnutí ekonomického hodnocení a systémové analýzy uvolnitelné lunární architektury, která využívá možnosti komerčních prostor a partnerství veřejného a soukromého sektoru“. Na závěr:
„Na základě zkušeností z nedávných inovací programu NASA, jako je například program COTS, nemusí být návrat člověka na Měsíc tak drahý, jak se dříve myslelo. Spojené státy by mohly vést návrat lidí na povrch Měsíce v období 5–7 let od autority, aby postupovaly při odhadovaných celkových nákladech asi 10 miliard USD (–30%) pro dva nezávislé a konkurenční komerční poskytovatele služeb, nebo asi 5 miliard USD za každého poskytovatele pomocí metod partnerství. “
Dalšími otázkami diskutovanými v řadě jsou umístění základny a povaha jejích systémů na podporu života. V článku s názvem „Výběr místa pro lunární industrializaci, hospodářský rozvoj a vypořádání“ se jedná o základnu, která se nachází v severní nebo jižní polární oblasti. Článek, který napsal Dennis Whigo, zakladatel a generální ředitel společnosti Skycorp, identifikuje dvě potenciální místa pro lunární základnu pomocí vstupních parametrů vyvinutých po konzultaci s investory rizikového kapitálu.
Patří k nim problémy s dostupností energie, nízkonákladová komunikace v rozsáhlých oblastech, dostupnost možné vody (nebo molekul na bázi vodíku) a dalších zdrojů a povrchová mobilita. Podle těchto hodnocení je severní polární oblast dobrým místem, protože má dostatečný přístup ke sluneční energii. Jižní pól je také identifikován jako potenciální místo (zejména v kráteru Shackleton) kvůli přítomnosti vodního ledu.
V neposlední řadě série zkoumá otázku ekonomických příležitostí, které by mohly mít dalekosáhlé výhody pro lidi zde na Zemi. Především mezi nimi je potenciál pro vytvoření vesmírné sluneční energie (SSP), koncept, který byl prozkoumán jako možné řešení závislosti lidstva na fosilních palivech a mezích sluneční energie na Zemi.
Zatímco solární kolektory založené na Zemi jsou omezeny meteorologickými jevy (tj. Počasím) a denním cyklem Země (noc a den), solární kolektory umístěné na oběžné dráze by mohly shromažďovat energii ze slunce nepřetržitě. Vzhledem k nákladům na spuštění a náklady na bezdrátový přenos energie je však tato možnost finančně neatraktivní.
Jak je však uvedeno v „Lunární samo-replikační solární továrně“, zřízení továrny na Měsíci by mohlo snížit náklady čtyřikrát. Tato továrna mohla postavit satelity sluneční energie z lunárního materiálu pomocí samoreplikujícího se systému (SRS), který je schopen sestavit repliky sebe sama, a poté je nasadit na geostacionární orbitu Země pomocí lineárního elektromagnetického urychlovače (aka. Mass Driver).
Hlavním tématem série je, jak by lunární základna představovala příležitosti ke spolupráci mezi soukromým a veřejným sektorem a různými národy. ISS je opakovaně používán jako příklad, který v posledním desetiletí velmi těží z programů, jako jsou komerční orbitální přepravní služby NASA (COTS) - který byl velmi úspěšný při získávání nákladově efektivní přepravní služby na stanici.
Je proto pochopitelné, proč NASA a společnosti, které těží z COTS, chtějí tento model rozšířit na Měsíc - v programu, který se často označuje jako program LOTAR Commercial Orbital Transfer Services (LCOTS). Kromě vytvoření lidské přítomnosti na Měsíci se toto úsilí vyvíjí s vědomím, že bude v nadcházejících letech také tlačit na vývoj technologií a schopností, které by mohly vést k získání Marsu v příštích letech.
Je to jistě vzrušující nápad: návrat na Měsíc a položení základů pro trvalé lidské osídlení. Je také vzrušující, když se uvažuje ve větším kontextu průzkumu vesmíru, jak nám základna na Měsíci pomůže dostat se dále do vesmíru. Na Mars, do asteroidního pásu, snad do vnější sluneční soustavy a dále.
S každým krokem se odpovídajícím způsobem rozšíří možnosti využití zdrojů a vědecký výzkum. Může to znít jako věc snů; ale znovu to byla myšlenka umístit člověka na Měsíc před koncem šedesátých let. Pokud nás jedna zkušenost naučila, je to, že když vstoupíte na jiný svět, zůstanou trvalé stopy!
