Cum şi când se vor întoarce oamenii pe Lună: viitorul explorării lunare şi ce resursă vânează marile puteri

Cum, dar mai ales când, se vor întoarce oamenii pe Lună? Această întrebare se află atât pe buzele cercetătorilor spaţiali, ale oamenilor simpli, dar mai ales ale investitorilor privaţi în tehnologiile spaţiale, care parcă prind din ce în ce mai mult curaj.

Vreme de aproape 40 de ani, cel mai apropiat vecin cosmic al nostru, Luna, a fost lăsat în pace în timp ce omenirea a părut să privească în altă parte a sistemului solar. Acest lucru s-a schimbat în anul 2013, când modulul de aterizare Chang’e 3 al Chinei a aselenizat pe suprafața lunară. De atunci, a avut loc o explozie de interes pentru Lună.

NASA, China și chiar și companiile private se grăbesc să se întoarcă pe satelitul natural al Pământului, fiind planificate zeci de misiuni robotizate și umane. Lucrurile vor deveni mult mai aglomerate pe suprafața lunară în următorul deceniu, dar de data aceasta, omenirea intenţionează să rămână acolo.^[sursa]

Apa de pe Lună, cea mai vânată resursă a momentului

„Știm că Luna are resurse potențiale care vor fi utile pentru explorarea spațială. În special gheață de apă prinsă în umbrele foarte întunecate ale craterelor de la poli.”, a spus Ian Crawford, profesor de științe planetare la Birkbeck, Universitatea din Londra.

Spre deosebire de Pământ, axa Lunii nu este înclinată la un unghi mare, astfel încât Soarele se află în mod constant deasupra capului atunci când vă aflați la ecuatorul lunar. Dacă vă aflați la polii lunari, însă, Soarele se află mereu la orizont, creând umbre lungi și permanente în craterele din jur.

Ascunse de Soare timp de miliarde de ani, temperaturile din aceste cratere sunt suficient de scăzute pentru ca gheața să poată rezista în ele, iar acest lucru a captat interesul tuturor.

„Apa este o substanță extrem de utilă pentru explorarea spațială, cu siguranță în contextul explorării umane. Este o cerință pentru viață, dar poate fi, de asemenea, descompusă în oxigen și hidrogen. Combinate, acestea sunt un combustibil util pentru rachete.”, a arătat profesorul Crawford.

Deși geologii planetari au văzut semne de gheață lunară de ani de zile, prima dovadă definitivă a prezenței apei a venit în anul 2018, în urma unei analize detaliate efectuate de Moon Mineralogy Mapper al NASA pe orbitatorul lunar indian Chandrayaan-1.

Deși avem multă apă aici, pe Pământ, aceasta este grea – fiecare metru cub cântărește 1.000 kg. Lansarea ei în spațiu necesită o cantitate uriașă de energie. Dacă, în schimb, am putea găsi o modalitate de a recolta apa dincolo de atracția gravitațională a Pământului, am putea realiza proiecte mai mari și mai ambițioase, atât pe Lună, cât și dincolo de ea.

„Dacă vrem să ne angajăm într-un program de explorare spațială umană, Luna este locul evident de unde trebuie să începem.”, a afirmat Crawford.

Deși se pare că există apă la ambii poli, aceasta este mai mult concentrată în sud. O regiune cunoscută sub numele de Bazinul Aitken de la Polul Sud – cel mai mare crater de impact de pe Lună – găzduiește mai multe depozite mari de gheață. Ceea ce nu este clar, însă, este ce formă are gheața.

„Suntem încă în faza inițială de prospectare. Nu știm dacă ar trebui să investigăm blocuri mari de gheață în diverse locuri sau doar granule mici, de mărimea unui micron, de gheață amestecate cu solul lunar.”, a spus Crawford.

Când şi cum se vor întoarce oamenii pe Lună

NASA plănuiește o misiune pentru a trimite roverul denumit VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover) în bazinul Aitken în luna noiembrie 2024. Odată ajuns acolo, acesta va intra în umbra unuia dintre cratere pentru a investiga gheața de la suprafață și, cu ajutorul burghiului său, la doi metri sub ea.

Apa prezintă, de asemenea, un interes deosebit pentru oamenii de știință. Deoarece a rămas netulburată timp de milioane sau, uneori, miliarde de ani, ea oferă geologilor planetari o fereastră către trecut.

„Luna este foarte veche și inactivă din punct de vedere geologic, ceea ce înseamnă că este un fel de muzeu al evoluției planetelor stâncoase – [rocile sale dețin] o înregistrare a evoluției sale timpurii, de la scurt timp după formarea sa.”, a spus profesorul Crawford. Gheața ar putea acționa ca o arhivă, detaliind modul în care apa a fost adusă pe Lună de către comete și asteroizi. Deoarece acestea ar fi transportat apă și pe planeta noastră, o astfel de înțelegere ne-ar spune la fel de multe despre istoria Pământului ca și despre Lună.

Deși multe misiuni ar dori să urmărească apa și să exploreze regiunile polare, acest lucru nu este lipsit de provocări. Până acum, majoritatea misiunilor lunare au aterizat în jurul ecuatorului însorit, unde panourile solare pot furniza cu ușurință energie. Este mult mai complicat atunci când te îndrepți spre un loc aflat în întuneric permanent.

Unele misiuni viitoare, cum ar fi VIPER, vor folosi baterii reîncărcabile pentru a efectua scurte sejururi în umbră, dar misiunile pe termen lung vor necesita mai multă atenție. Dacă viitorii astronauți plănuiesc să exploateze gheața lunară, vor avea nevoie de o bază permanentă pentru a face acest lucru, iar aceasta va necesita o locație foarte specifică pentru a prospera.

„Cel mai bun loc, dacă l-ai putea găsi pe Lună, ar fi o zonă permanent umbrită, cu apă, în apropierea unui vârf cu lumină persistentă, care ar putea rămâne luminată de Soare aproape tot anul pentru a se alimenta cu energie de la panourile solare, și o peșteră pentru adăpost. Peșterile oferă un mediu plăcut și termic în subteran. Dacă am putea găsi această locație, nu există nicio îndoială că acela va fi locul în care va apărea o așezare umană.”, a spus John Thornton de la Astrobotic, compania contractată de NASA pentru a transporta VIPER pe Lună.

Următoarele misiuni pe Lună cu echipaj uman

Oamenii nu au mai fost pe Lună de aproape patru decenii. Din acest motiv, au existat multe teorii conspiraţioniste, dar şi multe explicaţii din partea autorităţilor. Cu toate acestea, perspectivele par să se schimbe, iar Luna prezintă din nou interes. Astfel, în viitorul apropiat, omenirea plănuieşte să ajungă din nou pe Lună:

• Artemis II (noiembrie 2024): Va transporta 4 astronauți într-o călătorie în jurul Lunii, testând nava spațială Orion și modulul lunar Gateway;
• Artemis III (2025): Prima aterizare cu echipaj uman pe Lună de la Apollo 17. Va include o femeie și o persoană de culoare;
• Artemis IV (2027): A doua aterizare cu echipaj uman pe Lună, cu focus pe explorare științifică;
• Artemis V (2028): Prima misiune cu echipaj uman la stația Gateway, construită pe orbită lunară.

Odată găsit un loc potrivit, trebuie să se construiască o bază. Inițial, acest lucru se va face probabil cu ajutorul unor structuri transportate de pe Pământ, deși restricțiile de greutate și dimensiune ale vehiculelor de lansare vor limita ceea ce poate fi trimis, astfel încât ar fi mult mai bine să se construiască o bază la fața locului.

Din fericire, există materiale de construcție peste tot pe Lună. Mai multe proiecte au în vedere recoltarea regolitului – stratul fin de praf creat de micrometeoriții care pulverizează rocile lunare – și utilizarea acestuia pentru a imprima structuri 3D.

Luna are o mulţime de resurse naturale

Pe termen lung, ar putea fi posibilă extragerea de fier și titan din rocile lunare. Ar trebui să se construiască o rafinărie pentru a le prelucra, dar accesul la astfel de metale dincolo de gravitația Pământului ar permite construirea unor structuri și nave spațiale mult mai mari.

Sonda spațială Clementine, lansată în ianuarie 1994, a detectat cele mai ridicate niveluri ale acestor metale în jurul mărilor lunare, acele câmpii bazaltice întinse și întunecate de pe Lună, formate prin străvechi erupții vulcanice. Ca un bonus, majoritatea minereurilor sunt oxizi, deci ar produce oxigen ca produs secundar.

Dar nu toate resursele potențiale lunare sunt la fel de ușor de extras. Se estimează că pe suprafața lunară există un miliard de tone de heliu-3, o posibilă sursă de combustibil, dar pentru a-l extrage ar fi nevoie de un complex industrial uriaș care să extragă sute de tone de regolit în fiecare secundă – o perspectivă care este la secole distanță de a fi realizabilă, chiar și în cele mai ambițioase circumstanțe.

Totuși, astfel de planuri ambițioase nu pot fi întreprinse de unul singur. În prezent, există două superputeri care lucrează pentru a plasa oameni pe Lună: SUA și China. Deși legislația americană le împiedică pe cele două țări să colaboreze, amândouă încearcă să atragă alte națiuni pentru a le ajuta să își atingă obiectivul.

„Explorarea Lunii poate deveni un punct de interes extraordinar pentru cooperarea internațională, ceea ce cred că ar fi foarte de dorit, mai ales în climatul internațional actual.”, a mai spus profesorul Ian Crawford.

În ciuda faptului că și-a trimis primul „taikonaut” în spațiu abia în anul 2003, programul spațial al Chinei face pași mari. Seria sa de misiuni lunare robotizate Chang’e a avut un succes fulminant și a văzut prima aselenizare pe partea îndepărtată a Lunii în anul 2019 (Chang’e 4) și intenționează să aducă primele eșantioane de la polul sud lunar cu Chang’e 6 (care urmează să fie lansată în anul 2024).

Misiunea Chang’e 4 a transportat instrumente din Olanda, Suedia și Germania, în timp ce astronauții europeni au efectuat deja mai multe exerciții de antrenament alături de omologii lor chinezi. Deși chinezii sunt secretoși în ceea ce privește planurile lor precise, ei au precizat că aceste misiuni sunt un precursor al unei misiuni de aselenizare.

Având la dispoziție câteva decenii de experiență în plus, eforturile SUA sunt ceva mai mature. Planurile lor actuale se concentrează în jurul Gateway, o stație lunară care ar urma să orbiteze în jurul Lunii. Stația ar acționa ca un punct de staționare pentru misiuni către suprafața lunară și, eventual, către Marte și dincolo de aceasta.

Agențiile spațiale japoneză, canadiană și europeană au semnat pentru a ajuta, acceptând să construiască părți ale stației, cu promisiunea că într-o zi își vor trimite proprii astronauți pe Lună. Primele secțiuni ale Gateway ar trebui să zboare în viitorul apropiat, iar operațiunile vor începe în jurul anului 2026. Între timp, NASA planifică deja misiunea Artemis, care va trimite prima femeie pe suprafața lunară în următoarea misiune.

Cum se vor întoarce oamenii pe Lună: companiile private

Aceste ambiții contribuie, de asemenea, la încurajarea unei ramuri a explorării spațiale care a înflorit în ultimul deceniu: întreprinderile private. Pentru a încuraja creșterea sectorului spațial, NASA a înființat inițiativa Commercial Lunar Payload Services (Servicii comerciale de încărcare lunară), solicitând companiilor să transporte instrumentele științifice ale agenției spațiale pe Lună.

„NASA are în plan să cumpere cel puțin două misiuni lunare pe an în următorii opt-zece ani. Acesta este un prim pas spre comercializarea transportului de rutină, regulat, către Lună.”, aspus Thornton.

Pe lângă faptul că este mult mai ieftin pentru NASA, acest lucru creează oportunități și pentru cei cu un buget mult mai mic. Compania Astrobotic a lansat modulul său de aselenizare Peregrine către Lună la începutul anului 2024, cu mai multe instrumente NASA, însă misiunea nu a avut succes, după 6 zile petrecute pe orbită, nava fiind redirecţionată către atmosfera Pământului, dezintegrându-se deasupra Oceanului Pacific.

Tot în acest an, pe 23 februarie, o altă companie privată, Intuitive Machines, a lansat cu succes o misiune către Lună, reuşind să aselenizeze modulul lunar Odysseus în apropierea polului sud lunar. Suprafața lunară este pe cale să devină mai aglomerată ca niciodată.