Лунная база на Луне будет включать солнечные панели для выработки электроэнергии и оборудование для поддержания жизни астронавтов на поверхности. ЕКА — П. Каррил
В 2020-е годы уже было совершено множество попыток высадки на Луну, хотя некоторые из них потерпели крушение или опрокинулись. При всем ажиотаже вокруг перспективы возвращения людей на Луну от этого выиграют как коммерческие интересы, так и ученые.
Луна идеально подходит исследователям для создания телескопов, которые они не смогут разместить на Земле, потому что на ней нет такого количества спутниковых помех, как на Земле, и нет магнитного поля, блокирующего радиоволны. Но только недавно такие астрономы, как я, начали задумываться о потенциальных конфликтах между желанием расширить знания о Вселенной, с одной стороны, и геополитическим соперничеством и коммерческой выгодой, с другой, и о том, как сбалансировать эти интересы.
Как астроном и сопредседатель рабочей группы Международного астрономического союза «Астрономия с Луны», я готов изучить этот вопрос.
Все на южный полюс
К 2035 году — всего через 10 лет — американские и китайские ракеты смогут доставлять людей на долговременные лунные базы.
Обе базы планируется разместить на одних и тех же небольших участках вблизи южного полюса из-за почти постоянной солнечной энергии, доступной в этом регионе, и богатого источника воды, который, по мнению ученых, можно найти в самых темных регионах Луны поблизости.
В отличие от Земли, Луна не наклонена относительно своего пути вокруг Солнца. В результате солнце кружит над горизонтом вблизи полюсов, почти никогда не заходя за края некоторых кратеров. Там никогда не заходящее солнце отбрасывает длинные тени на близлежащие кратеры, скрывая их дно от прямых солнечных лучей в течение последних 4 миллиардов лет, что составляет 90% возраста Солнечной системы.
Эти кратеры представляют собой, по сути, ямы вечной тьмы. И там не просто темно, но и холодно: ниже -418 градусов по Фаренгейту (-250 градусов по Цельсию). Здесь настолько холодно, что ученые предсказывают, что вода в виде льда на дне этих кратеров, вероятно, принесенная древними астероидами, столкнувшимися с поверхностью Луны, не будет таять и испаряться в течение очень долгого времени.
Исследования с лунной орбиты показывают, что эти кратеры, называемые постоянно затененными областями, могут содержать полмиллиарда тонн воды.
Постоянный солнечный свет для получения солнечной энергии и близость к замерзшей воде делают полюса Луны привлекательными для размещения человеческих баз. Базам также понадобится вода для питья, мытья посуды и выращивания сельскохозяйственных культур, чтобы накормить голодных астронавтов. Доставлять с Земли долгосрочные запасы воды безнадежно дорого, поэтому местный водопой — это большое дело.
Телескопы на Луне
На протяжении десятилетий астрономы игнорировали Луну как потенциальное место для установки телескопов, потому что построить их там было просто невозможно. Но человеческие базы открывают новые возможности.
Радиозащищенная обратная сторона Луны, которую мы никогда не видим с Земли, делает доступной запись радиоволн очень низкой частоты. Эти сигналы, вероятно, содержат признаки «Темных веков» Вселенной, времени, когда еще не формировались звезды и галактики.
Астрономы также могли бы разместить детекторы гравитационных волн на полюсах, поскольку эти детекторы чрезвычайно чувствительны, а в полярных регионах Луны нет землетрясений, которые могли бы их беспокоить, как на Земле.
Детектор лунных гравитационных волн может позволить ученым собирать данные о парах черных дыр, вращающихся очень близко друг к другу, прямо перед тем, как они сливаются. Предсказание, где и когда они сольются, подскажет астрономам, где и когда искать вспышку света, которую в противном случае они бы пропустили. Благодаря этим дополнительным подсказкам ученые могли бы узнать, как рождаются и как развиваются эти черные дыры.
Холод на лунных полюсах также делает инфракрасные телескопы значительно более чувствительными, смещая излучение черного тела телескопов в сторону более длинных волн. Эти телескопы могут дать астрономам новые инструменты для поиска жизни на планетах земного типа за пределами Солнечной системы.
И новые идеи продолжают поступать. Первые радиоантенны планируется приземлиться на дальней стороне в следующем году.
Конфликтующие интересы
Но спешка со строительством баз на Луне может помешать тем самым условиям, которые вообще делают Луну такой привлекательной для исследований. Хотя площадь поверхности Луны больше, чем в Африке, исследователи и астрономы хотят посетить те же места размером в несколько километров.
Но деятельность, которая поможет поддерживать присутствие человека на Луне, например, добыча воды, создаст вибрации, которые могут разрушить гравитационно-волновой телескоп.
Кроме того, многие элементы, найденные на Луне, чрезвычайно ценны на Земле. Жидкий водород и кислород являются ценным ракетным топливом, а гелий-3 — редкое вещество, используемое для улучшения квантовых компьютеров.
Но одно из немногих мест на Луне, богатых гелием-3, находится в одном из наиболее вероятных мест для установки дальнего радиотелескопа Темных веков.
Наконец, через несколько лет на орбите Луны планируется разместить как минимум две группировки спутников Интернета и GPS. Непреднамеренное радиоизлучение этих спутников может сделать телескоп Темных веков бесполезным.
Время настало
Но компромисс не исключен. Может быть несколько альтернативных мест для размещения каждого телескопа.
В 2024 году Международный астрономический союз собрал рабочую группу «Астрономия с Луны», чтобы начать определять, какие места астрономы хотят сохранить для своей работы. Это влечет за собой ранжирование объектов по их важности для каждого типа телескопов и начало переговоров с ключевым комитетом Организации Объединенных Наций. Эти шаги могут помочь астрономам, астронавтам из разных стран и частным лицам разделить Луну.
Информация от: Разговором
Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.
