Идея постоянного поселения на Луне стала значительно реалистичнее после подтверждения запасов водяного льда возле ее полюсов. В постоянно затененных кратерах температура остается настолько низкой, что попавшая туда вода способна сохраняться миллиарды лет.
Для будущих колонистов это чрезвычайно ценный ресурс. Воду не придется полностью доставлять с Земли: ее можно использовать для питья, выращивания растений и бытовых нужд, а после разделения на водород и кислород — для производства компонентов ракетного топлива. Но возникает другой вопрос: насколько велики эти запасы?
Исследователи Мартин Элвис и Джонатан Макдауэлл решили оценить, смогут ли они поддерживать не небольшую научную базу, а полноценные города с населением от сотен тысяч до миллиона человек.
Миллиард тонн звучит много, но этого недостаточно
Самая оптимистичная оценка предполагает наличие на Луне около миллиарда тонн доступной воды. Кажется, что такого количества должно хватить практически навсегда, однако без повторного использования миллионный город израсходовал бы его всего за несколько лет.
Ситуацию радикально меняет переработка. На Международной космической станции уже существуют системы, позволяющие возвращать в оборот большую часть используемой воды. Если лунный город сможет перерабатывать около 98% ресурса, то при первоначальном запасе в миллиард тонн поселение с миллионом жителей сможет существовать чуть больше столетия.
Однако миллиард тонн — крайне оптимистичная оценка. Современные представления о количестве доступного льда примерно в 30 раз скромнее. При таких запасах крупное поселение столкнется с дефицитом намного раньше.
Гораздо реалистичнее выглядят небольшие лунные поселения. По расчетам исследователей, база с тысячей жителей или даже город с населением около 10 000 человек потенциально сможет существовать на местных запасах воды в течение нескольких столетий.
С электричеством ситуация намного проще
Любопытно, что главным ограничением будущих лунных городов может стать именно вода, а не энергия. Возле полярных кратеров существуют возвышенности, получающие солнечный свет почти постоянно.
Авторы подсчитали, что крупные солнечные установки в таких районах потенциально смогут обеспечить около трех гигаватт мощности. В перспективе производство части солнечных панелей можно организовать непосредственно на Луне, поскольку необходимого для них кремния в местных породах достаточно.
Это позволило бы обеспечить энергией не только поселения и промышленность, но потенциально даже крупные вычислительные центры. Таким образом, энергетическую основу настоящей лунной экономики создать теоретически проще, чем обеспечить ее водой.
Возможно, мы просто еще не нашли всю воду
Полученные расчеты не означают, что крупные города на Луне невозможны. Эффективность переработки можно повысить, потребление сократить с помощью более экономных технологий и методов выращивания пищи, а дополнительную воду в будущем доставлять, например, с богатых ею астероидов.
Но наиболее интересная возможность заключается в том, что реальные запасы Луны пока просто неизвестны. Современные методы в основном позволяют исследовать лишь несколько верхних метров поверхности, тогда как слой раздробленного реголита возле полюсов может уходить на десятки метров в глубину.
Если там находятся дополнительные залежи льда, расчеты существенно изменятся. Поэтому прежде чем проектировать миллионные лунные города, человечеству придется гораздо точнее выяснить, сколько воды на Луне существует на самом деле.
