Построить базу на Луне человечество, вероятно, сможет. И мождет быть, даже в очень недалеком будущем. А вот превратить её в место, где постоянно живут сотни тысяч или миллионы людей, не получится. Учёные подсчитали доступные ресурсы спутника Земли и нашли ограничение, которое может поставить крест на больших лунных городах.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Space Technologies, астрофизики Мартин Элвис и Джонатан Макдауэлл попытались рассчитать, сможет ли Луна обеспечить ресурсами настоящий город, на сотни тысяч жителей.
Энергия главным препятствием не стала. В районе лунных полюсов есть возвышенности, которые получают солнечный свет почти постоянно. По расчётам авторов, крупные солнечные установки там способны обеспечивать гигаватты мощности — достаточно даже для поселения с населением около миллиона человек.
Проблемой оказалась вода
Вода на Луне действительно есть. Она сохранилась в постоянно затенённых кратерах возле полюсов, где температура настолько низкая, что лёд может существовать миллиарды лет.
Для своих расчётов учёные взяли очень щедрую оценку — один миллиард тонн воды.
На первый взгляд этого кажется более чем достаточно. Но постоянному поселению вода нужна не только для питья и душа. Она потребуется для производства кислорода и, главное, для выращивания пищи.
Авторы оценили общий расход примерно в 500 тонн воды на человека в год. Если воду вообще не перерабатывать, миллион жителей истратит миллиард тонн всего за несколько лет.
Конечно, в лунном городе воду будут использовать снова и снова. На Международной космической станции сегодня удаётся возвращать в цикл около 98% воды — именно такой показатель исследователи взяли для масимально оптимистичного сценария.
Даже тогда запасы воды для миллиона человек закончится примерно через 100 лет.
Для города на 100 тысяч жителей тот же запас теоретически растянется примерно на тысячу лет. Поэтому небольшие базы и поселения выглядят вполне реалистично, а вот превращение Луны в настоящий второй дом для миллионов людей уже сталкивается с жёстким пределом доступных ресурсов.
В действительности воды может быть гораздо меньше
Миллиард тонн — ещё и крайне оптимистичная цифра.
По оценке, на которую ссылаются авторы работы, восемь наиболее богатых летучими веществами лунных кратеров могут содержать около 34 миллионов тонн воды. Это примерно в 30 раз меньше условного миллиарда, использованного в расчётах.
При таком запасе даже относительно небольшой город способен столкнуться с дефицитом воды уже через десятилетия.
Именно поэтому исследователи считают воду главным ограничителем будущей численности населения Луны. Энергии можно произвести больше, реакторы можно построить, оборудование — доставить или изготовить на месте. Новую воду доставить будет значительно сложнее.
Выходы существуют. Можно довести переработку почти до 100%, радикально сократить расход воды на выращивание еды, доставлять её с астероидов или обнаружить под поверхностью Луны гораздо более крупные запасы льда.
Но при известных сегодня ресурсах исследователи оценивают долгосрочный предел населения Луны всего в несколько сотен тысяч человек.
Получается парадокс: первым лунным поселенцам, возможно, хватит и энергии, и технологий. Но если человечество действительно захочет построить там города с миллионами жителей, самой большой ценностью на Луне окажется не золото, не редкие металлы и даже не электричество. А обычная вода.
