Может быть, при вашей жизни люди будут жить на Луне, а затем и на Марсе

Может быть, при вашей жизни люди будут жить на Луне, а затем и на Марсе

Благодаря партнерским отношениям и 3D-печати НАСА планирует, как построить дома на Луне к 2040 году.

НАСА считает, что с помощью 3D-печати и почвы, сделанной из лунной пыли, они могут создать подразделение в космосе в ближайшие два десятилетия

Луна — это магнит, и она тянет нас назад.

Полвека назад астронавты «Аполлона-17» провели три дня на этом рябом шаре, гравитационное притяжение которого воздействует не только на наши океаны, но и на наше воображение. В течение 75 часов астронавты ходили по Луне в своих скафандрах и катались на луноходе, а человечество наблюдало по телевизору за 240 000 миль. Программа «Аполлон» была закрыта после того, как они вернулись в Тихий океан в декабре 1972 года, и с тех пор Луна висела, неизведанная и пустая, сиреной в небе.

Сейчас НАСА планирует возвращение. На этот раз пребывание будет долгосрочным. Чтобы это произошло, НАСА собирается построить дома на Луне, которые смогут использовать не только астронавты, но и обычные гражданские лица. Они считают, что к 2040 году у американцев появится свое первое подразделение в космосе. Жизнь на Марсе не сильно отстает. Некоторые в научном сообществе говорят, что график НАСА чрезмерно амбициозен, особенно до доказанного успеха с новой посадкой на Луну. Но семь ученых НАСА, опрошенных для этой статьи, заявили, что цель 2040 года для лунных структур достижима, если агентство сможет продолжать достигать своих ориентиров.

Американское космическое агентство запустит 3D-принтер на Луну, а затем построит структуры, слой за слоем, из специализированного лунного бетона, созданного из каменной крошки, минеральных фрагментов и пыли, которая находится на верхнем слое поверхности Луны с кратерами и вздымается в ядовитых облаках всякий раз, когда ее беспокоят - лунный выстрел плана, ставший возможным благодаря новым технологиям и партнерству с университетами и частными компаниями.

ICON называет свой план внеземного строительства проектом Олимп. Это строительная система использования ресурсов in situ, что означает, что в ней будут использоваться материалы, найденные на других планетах, а не здесь, на Земле

«Мы находимся в поворотном моменте, и в некотором смысле это похоже на последовательность сновидений», — сказала Ники Веркхайзер, директор НАСА по технологическому созреванию. «С другой стороны, кажется, что мы неизбежно доберемся сюда».

Г-жа Веркхайзер, чья семья владела небольшим строительным бизнесом, когда она росла во Франклине, штат Теннесси, руководит созданием новых программ, машин и робототехники для будущих космических миссий.

НАСА более открыто, чем когда-либо прежде, для партнерства с учеными и лидерами отрасли, что сделало игровое поле намного шире, чем это было во времена миссий «Аполлон», сказала г-жа Веркхайзер. «У нас есть все нужные люди в нужное время с общей целью, поэтому я думаю, что мы ее достигнем», — сказала она. «Все готовы сделать этот шаг вместе, поэтому, если мы разовьем наши основные возможности, нет причин, по которым это невозможно».

В Центре космических полетов им. Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама, в невзрачной лаборатории глубоко в недрах одного из их низко расположенных зданий, ученые проводят испытания сфер из имитации лунной пыли. Роберт Рауш для The New York Times

Рэймонд Клинтон-младший держит цилиндр из цемента, сделанный из имитации лунной пыли после того, как он был подвергнут воздействию плазменного факела с температурой около 3400 градусов — примерно уровень тепла при посадке ракеты. Роберт Рауш для The New York Times

Превращение проблемы в решение

Среди многих препятствий для поселения на Луне — пыль — мелкий порошок, настолько абразивный, что может резаться, как стекло. Он кружится в ядовитых шлейфах и токсичен при вдыхании.

Но четыре года назад Рэймонд Клинтон-младший, заместитель директора научно-технического отдела Центра космических полетов им. Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама, вытащил доску, чтобы набросать идею домов, дорог и посадочных площадок. Пыль - это проблема, да. Но это также может быть решением.

Четыре года назад доктор Клинтон воспроизвел доску и понял, что 3D-печать может стать решением для строительства домов в космосе. Роберт Рауш для The New York Times

Если дома на Земле могут быть успешно напечатаны на 3D-принтере из почвы, сделанной из минералов, найденных здесь, подумал он, то дома на Луне могут быть напечатаны из почвы там, где температура может колебаться до 600 градусов, а порочная комбинация радиации и микрометеоритов представляет опасность как для зданий, так и для тел.

NASA называет свое возвращение на Луну Artemis, названной в честь сестры-близнеца Аполлона. В ноябре прошлого года Artemis I, первая из пяти запланированных миссий на Луну, стартовала из Космического центра Кеннеди только с роботами на борту, обогнула Луну и благополучно вернулась на Землю. Artemis II, который перевезет четырех членов экипажа, включая первую женщину и первого чернокожего человека в истории, в 10-дневный полет по тому же пути, запланирован на ноябрь 2024 года. За этой миссией последует «Артемида III», когда люди высадятся на поверхность Луны. До конца десятилетия запланированы еще две миссии с экипажем.

71-летний доктор Клинтон говорит, что он знает, что обычные американцы, возможно, не будут жить на Луне при его жизни, но для тех, кто всего на несколько десятилетий моложе его, это реальная возможность.

«Когда мы говорим об устойчивом человеческом присутствии, для меня это означает, что у вас есть лунное поселение, и у вас есть люди, живущие и работающие на Луне постоянно», — сказал доктор Клинтон. «Что это может быть, зависит только от воображения предпринимателей».

Пока что планы домов на Луне — это не более чем визуализация, но архитекторы таких фирм, как SEArch + (Space Exploration Architecture), разработали концепции, в том числе эту, называемую «Лунный фонарь». SEArch+ ЛУННЫЙ ФОНАРЬ для проекта Олимп

НАСА сотрудничает с ICON, компанией по строительным технологиям, базирующейся в Остине, штат Техас, для достижения своей цели к 2040 году. ICON впервые получила финансирование от НАСА в 2020 году, а в 2022 году объявила о выделении дополнительных 60 миллионов долларов на космическую строительную систему, которую можно использовать за пределами Земли для печати всего, от посадочных площадок ракет до мест обитания, и все это с бетоном, смешанным на месте. Пока что планы представляют собой не более чем визуализацию, но они привлекли внимание архитекторов как из Bjarke Ingels Group, так и из SEArcch + (Space Exploration Architecture) для разработки концепций и проектов.

Практически любой объект может быть напечатан в 3D, и этот процесс рекламировался ICON и другими игроками в этой области как быстрое и экономичное решение жилищного кризиса в стране. 3D-печать строит объекты слой за слоем из цифрового файла; в своих строительных проектах на Земле ICON использует запатентованный строительный материал под названием Lavacrete.

Не новичок в амбициозных проектах, компания является создателем роботизированной крупномасштабной строительной системы Vulcan, которая использовалась для строительства некоторых из первых 3D-печатных домов в Северной Америке. К ним относятся Сообщество Остина прежде всего! Деревня, которая представляет собой коллекцию из 400 домов для бездомных, и дома в деревне доступных, устойчивых к ураганам домов для мексиканцев, живущих в бедности в отдаленном городе Накахука.

«Это удивительно естественный прогресс, если вы спрашиваете о том, как аддитивное строительство и 3D-печать могут создать лучшее будущее для человечества», — сказал в пресс-релизе Джейсон Баллард, исполнительный директор ICON.

Но печать в глубоком космосе — это другое измерение.

«Химия там та же, но физика другая», — сказал Патрик Суерманн, временный декан Школы архитектуры в Техасском университете A&M, который тесно сотрудничает с НАСА для разработки строительной системы, которая может управляться роботами в космосе.

По его словам, путешествие налегке имеет решающее значение, потому что каждый дополнительный килограмм веса, перевозимый на ракете на Луну, стоит около 1 000 000 долларов. По словам доктора Суерманна, транспортировка материалов с Земли для строительства в космосе неустойчива. «И там нет Home Depot. Так что вы должны либо знать, как использовать то, что там есть, либо отправлять все, что вам нужно».

Доктор Суерманн был профессором гражданского строительства в Военно-воздушной академии и строил проекты в самых отдаленных точках на земле, от афганской провинции Гильменд до Полярного круга. Строительство в космосе, по его словам, напоминает ему об уроке, который он усвоил тогда: самые большие угрозы для жизни исходят не от других людей, а от самой окружающей среды.

«Мы построили базу практически из ничего в Афганистане. Это все то же самое, только с большим количеством радиации и меньшей гравитацией», — сказал он. «И мать-природа, и Солнечная система каждый раз будут побеждать..»

«Первое, что должно произойти, — это доказательство концепции. Можем ли мы на самом деле манипулировать почвой на поверхности Луны в строительный материал?» — сказала Дженнифер Эдмансон, ведущий геолог Центра космических полетов им. Маршалла по проекту. «Нам нужно начать это развитие сейчас, если мы собираемся реализовать среду обитания на Луне к 2040 году».

Конечно, дом состоит не только из стен — даже в космосе людям нужна дверь, чтобы войти и выйти, а оказавшись внутри, им нужны предметы, на которых можно сидеть и спать, и все другие атрибуты жизни.

По словам доктора Эдмансона, НАСА работает с несколькими университетами и частными компаниями над созданием прототипов космической мебели и дизайна интерьера. Исследовательский центр Эймса НАСА, работая с исследователями из Стэнфордского университета, даже отделил некоторые минералы в синтетическом лунном грунте, чтобы сделать плитку разных цветов, таких как зеленый, серый и белый, которые потенциально могут быть использованы даже для кухонь и ванных комнат.

Элитная недвижимость действительно на Марсе

Общее видение ICON и НАСА заключается в создании космической лунной строительной системы под названием Olympus, управляемой на Земле техническими специалистами, имеющими опыт в новой области космического строительства. Для этих техников занятия уже начались.

«Через 10 лет технологии строительства могут сильно измениться, тип роботов, которых мы используем, может сильно отличаться, и ИИ, который мы используем, будет другим. Но то, что мы можем сделать прямо сейчас, — это придумать стратегии обучения, которые сделают строителей готовыми к будущему», — сказал Амирхосейн Джафари, доцент кафедры строительных технологий в Университете штата Луизиана, который помогает разрабатывать тренинги на основе моделирования для строительных бригад, которые будут координировать свои действия с роботами в космосе.

Его коллега Али Каземян работает с НАСА над самим печатным материалом, уделяя особое внимание безводному бетону, вылепленному из смоделированных версий каменного материала, который существует на Луне. Доктор Каземян видит в богатых лунных минералах еще более глубокий потенциал, чем просто бетон для 3D-печати: он видит ресурсы, которые могут быть широко использованы теми, кто остается на земле.

«Люди говорят о людях, живущих на Луне», — сказал он. «Но есть и другой вероятный сценарий. В какой-то момент на земле у нас закончатся ресурсы. Таким образом, создание шахт и полностью автоматизированных заводов на Луне также возможно».

Ученые из НАСА говорят, что еще слишком рано рассматривать рыночную стоимость домов на Луне или даже то, как может выглядеть структура собственности на лунные места обитания. Но они признают, что Луна представляет собой потенциально значительный запас неиспользованных ресурсов, и что другие страны, несомненно, будут заинтересованы в доле.

В прошлом месяце Индия высадила космический корабль на Луну, заслужив звание первой страны, когда-либо приземлившейся вблизи южного полярного региона, где, как полагают, находится самый ценный ресурс - вода. Это достижение было достигнуто всего через два дня после того, как российский корабль потерпел крушение перед попыткой посадки, после того, как он не смог приспособиться к своей орбите. Американские астронавты, как известно, установили свой флаг на поверхности Луны в 1969 году, но двумя годами ранее Договор о космосе 1967 года, многосторонний договор, лежащий в основе международного космического права, провозгласил, что никто на самом деле не может владеть Луной.

Соглашения Артемиды, запущенные Соединенными Штатами вместе с семью другими странами-основателями в 2020 году, обновили принципы мирного совместного исследования Луны и в настоящее время подписаны 29 странами, включая Великобританию, Японию, Италию, Канаду и Бразилию. Но примечательно, что ни Китай, ни Россия не подписали.

Оборона, собственность и международные претензии на Луну и Марс не входят в компетенцию НАСА, сказала г-жа Веркхайзер. Но на данный момент, по ее словам, в этой новейшей итерации космической гонки она считает, что мировое сообщество чувствует себя согласованным.

Луна не является последним рубежом. В толчок НАСА по строительству на Луне вложена более длинная и еще более обширная цель: добраться до Марса.

Луна является практичным местом для пересадки, поскольку НАСА считает, что вода на поверхности Луны может быть преобразована в ракетное топливо. Космический корабль, путешествующий с Земли на Марс, может сделать пит-стоп на Луне, где астронавты могут размять ноги, перекусить внутри 3D-печатной конструкции, а затем заправиться, прежде чем отправиться в пресловутую дорогу.

В Хьюстоне четыре астронавта в настоящее время проводят год внутри Mars Dune Alpha, структуры площадью 1,700 квадратных футов, которая была напечатана на 3D-принтере ICON и предназначена для имитации жизни на Марсе. В июне они помахали толпе перед входом в здание. НАСА

В июне в Хьюстоне с большой помпой четыре астронавта НАСА помахали собравшейся толпе, а затем вошли внутрь Mars Dune Alpha, конструкции площадью 1,700 квадратных футов, которая была напечатана на 3D-принтере ICON с Lavacrete, окрашенным в тот же цвет жженой ржавчины, что и сам Марс. Затем они заперли двери и проведут следующий год, живя в смоделированных условиях, чтобы попрактиковаться в течение одного дня жизни на Марсе в реальности.