Миллион человек на Луне исчерпает всю её воду за сто лет – и это в лучшем случае

Открытие водяного льда на лунных полюсах породило волну планов по строительству баз, посёлков и целых городов. Астрономы Мартин Элвис и Джонатан Макдауэлл решили проверить эти замыслы простым арифметическим способом и опубликовали результат в журнале Frontiers in Space Technologies.

Вывод вынесен прямо в название работы – миллиарда тонн воды для устойчивого существования недостаточно.

Речь идёт о постоянно затенённых областях вблизи полюсов. Там находятся десятки кратеров, на дно которых прямой солнечный свет не попадал около четырёх миллиардов лет, а температура держится ниже минус 163 градуса Цельсия.

Такие места работают как холодные ловушки. В них водяной лёд не испаряется даже в вакууме, теряя менее миллиметра за миллиард лет, а принесли эту воду те же астероиды, что избороздили поверхность кратерами.

О наличии льда известно с 2013 года благодаря серии орбитальных миссий. Оптимистичная оценка запасов составляет миллиард тонн. Звучит внушительно, но так ли это?

Расчёты авторов показывают, как быстро этот запас кончается:

• Без переработки воды город на миллион человек протянет около двух лет

• При 94% переработки, как на МКС до 2023 года, запас уйдёт за 40 лет

• При нынешних 98% на МКС срок растягивается чуть более чем на век

• При реалистичных оценках запасов, которые примерно в 30 раз ниже миллиарда тонн, даже небольшой город высохнет за десятилетие

Мартин Элвис сказал о результатах расчётов:

Меня очень удивило, что без всякой переработки получается около двух лет для города на миллион человек, что нелепо мало. За это время город даже построить не успеешь.

Даже столетний срок при максимально щедрых допущениях выглядит слабым результатом для инфраструктуры такого масштаба. Вложения в строительство миллионного города на Луне явно рассчитаны не на сто лет эксплуатации.

Меньшие поселения в ту же арифметику укладываются нормально. Посёлок на тысячу человек или городок на десять тысяч способны просуществовать несколько столетий и дольше.

С энергией ситуация противоположная и очень даже положительная. Края кратеров с вечной тьмой на дне почти постоянно освещены солнцем, из-за чего их иногда не совсем корректно называют пиками вечного света.

На этих возвышенностях можно возвести километровые башни, покрытые фотоэлектрическими панелями, и получать до трёх гигаватт энергии. Кремния на Луне достаточно, так что сами панели можно производить на месте, а рядом с освещёнными вершинами авторы допускают размещение центров обработки данных для ИИ.

Ограничение по энергии появляется только при росте населения до нескольких миллионов, где уже понадобятся ядерные реакторы. Воду же произвести на месте невозможно.

Ученые выяснили, что земной грибок способен прожить до 7 дней у южного полюса Луны

Первый лунный аэропорт получил правила движения – как корабли будут ждать стыковки с Gateway

Впрочем, авторы работы всё же привели варианты обхода. Переработку теоретически можно улучшить в пять и более раз, расход снизить за счёт вертикальных ферм и отказа от мяса, а пополнять воду из новых локаций и доставлять с астероидов.

Наиболее перспективным выглядит вариант по поиску запасов. Нынешние методы разведки прощупывают лишь несколько метров вглубь, тогда как рыхлый слой реголита уходит на десятки метров и вполне может скрывать лёд в тех же холодных ловушках.

Проверка начнётся в ближайшие годы. США и Китай готовят роботизированные миссии для поиска льда в полярной области уже со следующего года, а посадка астронавтов Artemis IV рядом с южным полюсом намечена не ранее 2028 года.