От астробиологии до геологии лунная база может служить лабораторией, не похожей ни на что на Земле.
Ключевые выводы
- Исследовательская база на Луне может предоставить научные данные, которые трудно или невозможно получить на Земле.
- Одно особенно интересное направление исследований может определить, существовала ли когда-либо жизнь на Луне.
- Помимо исследований, лунная база была бы разумным промежуточным шагом для распространения человеческой деятельности на Марс.
На недавней встрече в Эдинбурге, Шотландия, посвященной теме «Формирование и исследование обитаемых миров», Ян Кроуфорд из Биркбек-колледжа (Великобритания) обосновал амбициозный проект, который на первый взгляд может показаться вне поля зрения планетологии. Нам нужна, говорит Кроуфорд, человеческая база на Луне. Такой аванпост не только обеспечил бы исследовательскую инфраструктуру, сравнимую с той, что есть в Антарктиде, но и стал бы разумным промежуточным шагом для распространения человеческой деятельности на Марс.
Лучшая наука на Луне
Одной из основных задач лаборатории на Луне будет изучение лунной геологии и инвентаризация любых ресурсов, которые может предложить Луна. Наиболее ценным из них может быть гелий-3, который может служить будущим топливом для (относительно) безопасной термоядерной энергии, поскольку он сам по себе нерадиоактивен и не вызывает радиоактивности окружающего его материала. Гелий-3 имплантировался солнечным ветром в лунный грунт на протяжении миллиардов лет и даже недавно был возвращен на Землю в образце лунного минерала, собранном китайской миссией «Чанъэ-5».
Поверхность Луны также была бы отличной площадкой для астрономии, особенно для радиоастрономических наблюдений с дальней стороны, которая была бы защищена от радиопомех с Земли. Разрешение и четкость телескопических наблюдений с Луны были бы намного лучше, чем любые достижимые на Земле.
С лунной базы астронавты могут искать доказательства древних астрофизических событий, которые были запечатлены в летописи лунных горных пород за миллиарды лет. Поскольку у Луны нет ни атмосферы, ни магнитного поля, доказательства должны быть хорошо сохранены. Запись лунных горных пород может дать нам новую информацию о жестоких событиях, включая взрывы сверхновых или удары астероидов, которые могли вызвать массовые вымирания на Земле в прошлом. Было высказано предположение, что так называемая поздняя тяжелая бомбардировка, которая произошла около четырех миллиардов лет назад, стерилизовала или почти стерилизовала поверхность ранней Земли, а это означает, что она резко повлияла на естественную историю нашей планеты. Более поздние исследования поставили под сомнение, действительно ли это событие было настолько серьезным. На Луне мы могли бы это выяснить.
Кроуфорд отметил, что мы должны быть в состоянии найти камни, которые возникли на Земле, разбросанные по лунной поверхности. На нашей динамичной планете трудно найти очень старые породы, которые не были изменены эрозией или переработаны тектоникой плит. На Луне их может быть больше, поскольку они были снесены с поверхности Земли ударами астероидов.
Еще более захватывающим было бы найти следы ранней земной жизни - или протожизни - на протяжении тысячелетий запертые во льдах на дне лунных кратеров. Астробиологи до сих пор не выяснили, как именно на Земле возникла жизнь и как могли выглядеть и функционировать эти первые организмы. Луна, скорее всего, единственное место, где мы могли бы узнать больше о том, что часто называют последним универсальным общим предком (LUCA) жизни. На Земле никаких следов LUCA давно нет.
Ученым в лунной лаборатории предстояло бы много астробиологических исследований, чтобы занять себя. Они могли бы исследовать шесть посадочных модулей «Аполлон» и другие реликтовые космические корабли на Луне, в том числе многие из тех, что разбились о поверхность, чтобы проанализировать, живы ли какие-либо микробы, которые они могли нести, даже если они находятся в спящем состоянии, что могло бы позволить им быть реанимирован. Или, если такие микробы не обнаружены, мы все еще можем найти следы органических молекул, которые они оставили после себя. Как микробы со временем разлагались в агрессивной лунной радиации? Это может помочь нам понять, какие остатки жизни мы можем найти в другой среде с высоким уровнем радиации, например, на поверхности Марса.
Была ли Луна обитаема?
Другая возможная область исследования, возможно, немного более спекулятивная: несколько лет назад Кроуфорд и я написали статью, в которой предположили, что ранняя Луна могла быть на грани обитаемости в течение геологически короткого периода времени. Многие из обширных лунных лавовых равнин, которые мы видим невооруженным глазом в виде темных пятен, образовались около 3,5 миллиардов лет назад. В это время должно было произойти сильное вулканическое выделение газа, в результате которого могла образоваться атмосфера примерно на один процент такой же плотной, как земная, - больше, чем в настоящее время существует на Марсе, и с достаточным атмосферным давлением, чтобы удерживать воду в жидком состоянии на лунной поверхности, возможно, в течение некоторого времени. несколько миллионов лет.
Новые результаты, такие как недавнее открытие широко распространенного гематита на Луне, могут подтвердить эту гипотезу. На Земле гематит обычно образуется, когда железосодержащие породы подвергаются выветриванию и подвергаются воздействию воды. Мы знаем, что микробная жизнь уже существовала на Земле 3,5 миллиарда лет назад, и она могла быть перенесена ударами астероидов на Луну, где микробы нашли бы пригодную для жизни (то есть водную) среду, по крайней мере, на какое-то время. Ученые-астронавты на лунной базе могли бы проверить нашу гипотезу, ища богатые водой минералы в геологических слоях, зажатых между древними потоками лавы, что может свидетельствовать о наличии воды у поверхности в какой-то прошлый период, когда Луна была потенциально обитаема.
Возможно, самым большим призом будет найти инопланетные артефакты на Луне, если они существуют. Примерно за 200 миллионов лет, которые требуются нашей Солнечной системе для обращения вокруг центра Млечного Пути, фрагменты древних технологических цивилизаций, возможно, осели на Луне. Или развитая внеземная цивилизация могла бы построить там пост наблюдения, чтобы наблюдать за нами. (Разве мы не сделали бы то же самое на далекой экзопланете, где мы обнаружили биосферу? Эту возможность стоит изучить.)
Хорошая новость о размещении исследовательского аванпоста на Луне заключается в том, что нам не придется беспокоиться об искоренении существующих лунных форм жизни. У Марса есть много таких проблем планетарной защиты, поскольку жизнь все еще может существовать в экологических нишах, таких как соляные скалы, пещеры с лавовыми трубами, гидротермальные активные области и глубокие недра. На Луне это не проблема.
Даже если лунные исследования не прольют много света на жизнь за пределами системы Земля-Луна, они могут помочь нам выжить, обеспечив чистую энергию для будущего. Это само по себе должно дать нам достаточно мотивации, чтобы построить аванпост на Луне.