Paluu Kuuhun on ollut monien tutkijoiden ja astronauttien unelma. Siitä lähtien, kun Apollo-ohjelma huipentui ensimmäisten astronauttien asettamaan jalkaansa Kuulle 20. heinäkuuta 1969, olemme etsineet tapoja palata takaisin Kuuhun… ja pysyä siellä. Tuona aikana on laadittu ja harkittu useita ehdotuksia. Mutta joka tapauksessa nämä suunnitelmat epäonnistuivat rohkeaista sanoista ja rohkeista lupauksista huolimatta.
Elokuussa 2014 pidetyssä työpajassa NASA: n edustajat tapasivat kuitenkin Harvardin geneetikon George Churchin, X-palkinnon säätiön Peter Diamandisin ja muiden avaruustutkimukseen sijoittuneiden osapuolten keskustellakseen edullisista vaihtoehdoista palaamiseksi kuuhun. Lehdet, jotka annettiin äskettäin saataville erityisnumerossa Uusi tila, kuvailevat, kuinka ratkaisu voitaisiin rakentaa Kuulle vuoteen 2022 mennessä ja suhteellisen alhaisilla 10 miljardin dollarin kustannuksilla.
Yksinkertaisesti sanottuna, tukikohdan perustamiseen Kuulle on monia etuja. Sen lisäksi, että ne tarjoavat tankkausasemia, jotka ajavat miljardeja tulevaisuuden avaruusoperaatioista - etenkin Marsiin, jotka on tarkoitus suunnitella 2030-luvulle -, ne tarjoaisivat myös ainutlaatuisia mahdollisuuksia tieteelliseen tutkimukseen ja uuden tekniikan testaamiseen. Mutta kaksi keskeistä olettamusta on jatkuvasti haitannut yhden rakentamissuunnitelmia.
Ensinnäkin rahoitus on suurin este, joka on ymmärrettävä, mikä on ymmärrettävää ottaen huomioon viimeisen 50 vuoden avaruusmatkan kustannukset. Tarkoituksena on, että Apollon ohjelma maksaa veronmaksajille noin 150 miljardia dollaria nykyisissä dollareissa. Samaan aikaan NASA: n vuosibudjetti vuodelle 2015 oli noin 18 miljardia dollaria, kun taas sen vuoden 2016 ennustetaan nousevan 19,3 miljardiin dollariin. Aikoina, jolloin avaruustutkimus ei ole kansallisen turvallisuuden asia, rahaa on varmasti niukasti.
Toinen oletus on, että presidentin mandaatti "palata kuuhun pysyäkseen" on kaikki mitä tarvitaan tämän ongelman ratkaisemiseksi ja tarvittavien budjettien saattamiseksi käyttöön. Toistuvista yrityksistä huolimatta mikään toimeksianto uudistetulle kuun tai avaruuden etsinnälle ei ole ratkaissut asiaa. Lyhyesti sanottuna, avaruustutkimusta haittaa tavanomainen ajattelu, joka edellyttää, että tarvitaan suuria budjetteja ja että hallintojen on vain annettava ne käyttöön.
Itse asiassa useat viime vuosina saavutetut edistysaskeleet sallivat operaatioiden, jotka maksaisivat huomattavasti vähemmän. Tästä ja siitä, kuinka kuunpohja voisi olla hyöty avaruustutkimukselle ja ihmiskunnalle, keskusteltiin 2014 työpajassa. NASAn astrobiologina Chris McKay - joka toimitti Uusi tila päiväkirjasarja - kertoi Space Magazinelle sähköpostitse, yksi kustannustehokkaan Kuun pohjan tärkeimmistä eduista on, että se tuo muut tehtävät kohtuuhintaisuuteen.
"Olen kiinnostunut Marsin pitkän aikavälin tutkimuspohjasta - ei vain lyhytaikaisesta ihmisen laskeutumisesta", hän sanoi. ”Tutkimuspohjan perustaminen Kuulle osoittaa, että osaamme tehdä sen ja osaamme tehdä sen kestävällä tavalla. Meidän on päästävä pois nykyisestä tilanteesta, jossa kustannukset ovat niin korkeat, että tukikohta Kuussa, ihmisen tehtävä Marsiin ja ihmisen tehtävä asteroidiin ovat toisiaan poissulkevia. Jos pystymme vähentämään kustannuksia vähintään 10-kertaisesti, voimme tehdä ne kaikki. "
Keskeistä tässä on useita keskeisiä muutoksia, jotka ovat tapahtuneet viimeisen vuosikymmenen aikana. Näihin sisältyy avaruuteen laukaisemisen liiketoiminnan kehittäminen, joka on johtanut yksittäisten laukaisujen kokonaiskustannusten alenemiseen. NewSpace-teollisuuden synty - ts. Yleinen termi useille yksityisille kaupallisille ilmailuyrityksille - on toinen asia, joka on viime aikoina ottanut tekniikan kehitystä ja löytänyt sovelluksia niille avaruudessa.
McKayn mukaan nämä ja muut tekniikan kehitykset auttavat ratkaisemaan budjettikysymyksen. ”Heidän perustamiskustannustensa lisäksi Kuun pohjan kustannusten alentamisen kannalta avainasemassa on hyödyntää maapallolla kehitettäviä kestävän kehityksen tekniikoita. Suosikki esimerkkejäni ovat 3D-tulostus, sähköautot, itsenäiset robotit ja kierrätys wc: t (kuten sininen kääntökäymälä). ”
Alexandra Hall, entinen X-palkintosäätiön vanhempi johtaja ja yksi sarjan pääkirjailijoista, ilmaisi myös uusien tekniikoiden merkityksen tämän kuunpohjan toiminnallisuudessa. Kuten hän kertoi Space Magazine -lehdessä sähköpostitse, näillä on merkittäviä etuja täällä maan päällä, etenkin tulevina vuosikymmeninä, jolloin väestönkasvu samaan aikaan vähenee resurssien kanssa.
"Elämäntuen ja suljetun silmukan asumisen edistyminen, joka on välttämätöntä elämän ylläpitämiseksi pitkiä aikoja kuuhun, tarjoaa epäilemättä positiivisia spin-off-yrityksiä, jotka hyödyttävät sekä ympäristöä että kykyämme elää muuttuvan ilmaston ja vähentyvien luonnonvarojen kanssa", hän sanoi. ”Jos pystymme selvittämään, kuinka rakentaa rakenteita jo kuuhun nähden, voimme käyttää tätä tekniikkaa auttamaan meitä luomaan infrastruktuurin ja suojajärjestelmiä maapallon in situ -materiaaleista. Jos voimme käyttää siellä olevaa kiviä, ehkä voimme välttää asfaltin ja tiilet kuljettamisen ympäri maailmaa! "
Toinen tärkeä näkökohta kuunpohjan tekemisestä kustannustehokkaaksi oli potentiaali kansainvälisille kumppanuuksille sekä yksityisen ja julkisen sektorin välisille kumppanuuksille. Kuten Hall selitti sen:
”Vaikka kuun etsintäpyrkimyksidemme lopullisille hedelmille tulee kaupallisia markkinoita, hallitukset hallitsevat todennäköisesti alkuperäisiä markkinoita. Yksityinen sektori pystyy parhaiten reagoimaan kustannustehokkaiden ja kilpailukykyisten ratkaisujen avulla, kun hallitukset määrittelevät ja sitoutuvat pitkäaikaisiin etsintätavoitteisiin. Uskon, että Google Lunar XPRIZE -voitto houkuttelee muut yksityiset ja kaupalliset kumppanit jatkamaan pysyvää ratkaisua Kuulla, mikä voisi hävittää tarpeen hallituksen merkittävään osallistumiseen. Kun pieni yritys osoittaa, että on todella mahdollista päästä kuuhun ja olla tuottava, se sallii muiden aloittaa uuden liiketoiminnan ja pyrkimysten suunnittelun. ”
Sitä, mihin tämä tukikohta menee ja mitä se aikoo tehdä, on kuvattu esipuheen artikkelissa ”Kohti edullisia kuukausiasetuksia”. Pohjimmiltaan, ehdotettu kuun tukikohta olisi olemassa yhdellä pylväällä ja se mallinnettaisiin Yhdysvaltojen Etelämanner-asemalle etelänavalla. Sitä hallinnoisi NASA tai kansainvälinen konsortio, ja siinä olisi noin 10 hengen miehistö, joka koostuisi henkilöstöstä ja kenttätutkijoista ja jota kiertäisiin kolme kertaa vuodessa.
Tukikohdassa tehtävät toimet, joita auttaisivat itsenäiset ja kauko-ohjattavat robotit, keskittyisivät kenttätutkimuksen tukemiseen, pääasiassa tutkinnon suorittaneille jatko-opiskelijoille. Toinen asukkaiden avaintoiminto olisi tekniikoiden ja ohjelmien ennakkotapausten testaaminen, joita voitaisiin käyttää Marsiin, johon NASA toivoo lähettävänsä astronautteja tulevina vuosikymmeninä.
Useita kertoja sarjassa painotetaan, että tämä voidaan tehdä suhteellisen alhaisilla 10 miljardin dollarin kustannuksilla. Nämä kokonaisarviot on hahmoteltu asiakirjassa, jonka otsikko on "Yhteenveto kaupallisen tilan kykyjä ja julkisen ja yksityisen sektorin kumppaneita hyödyntävän muuttuvan kuun arkkitehtuurin taloudellisesta arvioinnista ja järjestelmäanalyysistä". Kuten se päättelee:
”Viimeaikaisten NASA-ohjelmistoinnovaatioiden, kuten COTS-ohjelman, kokemuksen perusteella ihmisen paluu Kuuhun ei ehkä ole niin kallista kuin aiemmin ajateltiin. Yhdysvallat voisi johtaa ihmisten paluun kuun pintaan 5–7 vuoden kuluessa viranomaisen aloittamisesta, jonka arvioidut kokonaiskustannukset ovat noin 10 miljardia dollaria (–30%) kahdelle riippumattomalle ja kilpailevalle kaupalliselle palveluntarjoajalle, tai noin 5 miljardia dollaria kullekin palveluntarjoajalle kumppanuusmenetelmiä käyttämällä. "
Muita sarjassa käsiteltyjä aiheita ovat tukikohdan sijainti ja sen elämäntukijärjestelmien luonne. Artikkelissa, jonka otsikko on "Kohteen valinta kuun teollistumiseen, taloudelliseen kehitykseen ja ratkaisuun", tapaus tehdään pohjalle, joka sijaitsee joko pohjoisessa tai etelässä napa-alueella. Skycorpin perustajan ja toimitusjohtajan Dennis Whigon kirjoittamassa artikkelissa yksilöidään kaksi potentiaalista kuunpohjan sijaintipaikkaa käyttämällä riskipainottajaiden kanssa kehitettyjä syöttöparametreja.
Näitä ovat energian saatavuus, edulliset viestinnät laajoilla alueilla, mahdollisten vesi- (tai vetypohjaisten molekyylien) ja muiden resurssien saatavuus sekä pinnan liikkuvuus. Näiden arvioiden mukaan pohjoinen napa-alue on hyvä sijainti, koska sillä on runsaasti pääsyä aurinkovoimaan. Eteläinen napa on myös tunnistettu potentiaaliseksi alueeksi (erityisesti Shackleton-kraatterissa) vesijäätuloksen takia.
Viimeisenä, mutta varmasti vähäisimpänä, sarjassa tutkitaan taloudellisia mahdollisuuksia, joista voi olla kauaskantoisia hyötyjä maan päällä oleville ihmisille. Näistä tärkein on avaruudellisen aurinkoenergian (SSP) luominen, käsite, jota on tutkittu mahdolliseksi ratkaisuksi ihmiskunnan riippuvuuteen fossiilisista polttoaineista ja maapallon aurinkovoiman rajoituksista.
Kun maapallon aurinkokeräimiä rajoittavat meteorologiset ilmiöt (ts. Sää) ja maan vuorokauden vuorokausi (yö ja päivä), kiertoradalle sijoitetut aurinkokeräimet pystyisivät keräämään energiaa auringosta ympäri vuorokauden. Käynnistys- ja langattoman energiansiirtokustannukset tekevät tästä vaihtoehdosta kuitenkin taloudellisesti houkuttelemattoman.
Mutta kuten kappaleessa "Lunar-pohjainen itsereplikoituva aurinkotehdas" todetaan, tehtaan perustaminen Kuulle voisi vähentää kustannuksia kertoimella neljä. Tämä tehdas pystyi rakentamaan aurinkoenergian satelliitteja kuun materiaalista käyttämällä itsereplikaatiojärjestelmää (SRS), joka pystyy rakentamaan itsestään kopioita, ja asettamaan ne sitten geostaattoriseen maan kiertoradalle lineaarisen sähkömagneettisen kiihdyttimen (alias. Mass Driver) avulla.
Sarjan keskeinen teema on, kuinka kuunpohja tarjoaisi yhteistyömahdollisuuksia sekä yksityisen että julkisen sektorin ja eri kansakuntien välillä. ISS: ää käytetään toistuvasti esimerkinä, josta on hyötynyt huomattavasti viimeisen vuosikymmenen aikana esimerkiksi NASA: n kaupallisista kiertoratapalveluista (COTS), jotka ovat onnistuneet hankkimaan kustannustehokkaan kuljetuspalvelun asemalle.
Siksi on ymmärrettävää, miksi NASA ja ne yritykset, jotka ovat hyötyneet COTS: stä, haluavat laajentaa tätä mallia kuuhun - siihen, jota usein kutsutaan Lunar Commercial Orbital Transfer Services (LCOTS) -ohjelmaksi. Sen lisäksi, että vahvistetaan inhimillinen läsnäolo Kuussa, tämä pyrkimys toteutetaan tietämällä, että se vauhdittaa myös sellaisten tekniikoiden ja kykyjen kehittämistä, jotka voivat johtaa Marsille edulliseen hintaan tulevina vuosina.
Se on varmasti jännittävä idea: palaaminen Kuuhun ja pohjan luominen pysyvälle ihmisasutukselle siellä. On myös jännittävää, kun sitä tarkastellaan laajemmassa avaruustutkimuksen yhteydessä, kuinka Kuun tukikohta auttaa meitä pääsemään edelleen avaruuteen. Marsiin, asteroidivyöhön, ehkä ulkoiseen aurinkojärjestelmään ja sen ulkopuolelle.
Ja jokaisen askeleen myötä resurssien hyödyntämismahdollisuudet ja tieteellinen tutkimus laajentuvat vastaavasti. Se voi kuulostaa unelmamäärältä; mutta sitten taas, samoin tuli ajatus miehen asettamisesta Kuulle ennen 1960-luvun loppua. Jos on jotain, jota tietty kokemus meille opetti, se on, että asettamalla jalka toiseen maailmaan jätetään pysyviä jalanjälkiä!
