¿Cómo construir una base lunar?
Una base lunar es una zona de vida y trabajo establecida por el ser humano en la Luna. De hecho, los principales propósitos de establecer una base en la luna son los siguientes:
(1) Realizar mejor actividades científicas como observaciones astronómicas;
(2) Establecer una central eléctrica espacial en la Luna, para uso de la Tierra; (3) Desarrollar diversos recursos minerales en la Luna para proporcionar un punto de apoyo para la exploración humana de objetivos más distantes; (4) Proporcionar materiales de construcción e incluso propulsor para que las naves espaciales vuelen a ella; planetas más distantes; (5) prepararse para que los humanos se trasladen a la luna en un futuro más lejano.
Nuestros objetivos son: (1) Proporcionar propulsor; (2) Proporcionar materiales de construcción; (3) Proporcionar propulsor; (5) Proporcionar propulsor; humanos colonicen la luna en un futuro más lejano.
Sabemos que lanzar naves espaciales a la luna ya es muy caro, y construir una base lunar lo es aún más. Por lo tanto, hasta el momento, la base lunar aún se encuentra en la etapa de exploración general.
Construir una base lunar es como construir una ciudad en el espacio. Para la gente corriente, es algo increíble y mágico. Pero esta cosa mágica ha sido expuesta claramente ante los científicos, quienes no sólo la han estado explorando durante mucho tiempo, sino que también se están preparando para su implementación específica. Estados Unidos fue el primer país que decidió construir una base lunar. Se informa que Estados Unidos ha decidido gastar 100 mil millones de dólares para construir una ciudad espacial lunar temporal. Este plan se implementará en fases. Inicialmente, se establecerá una base temporal y el número de personas aumentará gradualmente de una docena a docenas de personas. Realizarán experimentos de extracción y fundición de minerales en la luna para prepararse para la construcción de una base permanente. El segundo paso es construir una base permanente pequeña y mediana, aumentar el número de personas a más de 100 y formar gradualmente un sistema de producción completo desde la minería, la fundición hasta el transporte. El último paso es construir una ciudad lunar en la luna que pueda albergar a miles de personas. Todo tipo de instalaciones de producción, vivienda y entretenimiento son cada vez más completas. Los materiales son autosuficientes y pueden "exportarse" a la Tierra. Una revista británica publicó planos para una base lunar estadounidense. El solar tiene una superficie de 8.000 metros cuadrados y es un edificio circular de tres plantas con un diámetro de 64 metros y una altura de 4,5 metros por piso. El techo está hecho de hormigón y cubierto con entre 0,7 y 2,5 metros de suelo lunar. La pared está dividida en dos partes: la pared exterior tiene 6 capas y tiene 1,4 metros de espesor. La pared interior tiene 2,5 metros de espesor. Hay suelo lunar de 0,7 metros de espesor intercalado entre las paredes interior y exterior. rayos, viento solar e impactos de meteoritos. Además, en el centro del edificio hay un refugio antiaéreo circular. Si el edificio sufre daños y la atmósfera se filtra, la gente puede refugiarse en él. Al mismo tiempo, Japón también ha establecido la "Asociación de Investigación para el Desarrollo de Recursos Lunares y Bases Lunares", dirigida por el Instituto de Ingeniería del Futuro. Esta asociación de investigación reúne a expertos técnicos de universidades, institutos de investigación y más de 20 empresas que representan el nivel avanzado de Japón. Se propuso un proyecto para construir una base lunar. Está previsto que el plan se implemente en cinco fases.
La primera fase, desde finales del siglo XX hasta principios del XXI, se centró principalmente en estudiar y detectar la Luna, utilizar robots para seleccionar sitios para bases lunares y dibujar mapas de distribución de la Luna. recursos, a partir de 2004, construir una base con un diámetro de 6 metros y una longitud de 11 metros para acomodar de 6 a 8 personas, que pueden trabajar aquí de forma irregular desde unos días hasta algunas semanas; la tercera fase, y la base se ampliará para acomodar de 8 a 32 personas. Una vez terminada, puede soportar una fuerte radiación solar y el personal puede trabajar aquí continuamente durante 2020-2030 es la cuarta fase; la cuarta fase, la base se ampliará aún más y el número de personal aumentará de 64 a 125 personas, que vivirán entre 1 y 5 años, resolviendo gradualmente los problemas de autosuficiencia de oxígeno y construcción de granjas, entrando en la quinta etapa después de 2030. la base será completamente autosuficiente, comenzará a producir energía y abrirá rutas regulares entre la Luna y la Tierra, lo que convertirá a la base lunar en la primera base establecida por humanos fuera de la Tierra. Convirtiéndose en el primer asentamiento espacial real establecido por la humanidad fuera de la Tierra.
Sabemos que si el ser humano quiere vivir normalmente en la superficie lunar, primero debe ser inseparable del agua dulce y del oxígeno esenciales. En la luna no hay agua ni aire. ¿Qué hacer? Sin embargo, los científicos descubrieron que la arena lunar contenía una gran cantidad de oxígeno, por lo que pensaron en utilizar la arena lunar para producir agua dulce y oxígeno.
La idea es utilizar una carretilla elevadora para excavar automáticamente la arena en la superficie lunar, filtrar los minerales de hierro que contienen oxígeno y luego usar hidrógeno para reducir los minerales de hierro que contienen oxígeno y crear agua dulce. Con agua, se puede obtener oxígeno e hidrógeno aplicando electricidad para electrolizar el agua. El oxígeno se licua y se almacena, listo para ser suministrado a los residentes de la base. El hidrógeno utilizado inicialmente como agente reductor puede transportarse desde la tierra y el hidrógeno obtenido mediante la electrolización del agua puede reciclarse una vez que comienza la producción. Se estima que 190 toneladas de arena lunar que contienen entre 15 y 16 toneladas de minerales de hierro que contienen oxígeno pueden producir 1 tonelada de oxígeno. Sólo se necesita producir 1 tonelada de oxígeno al año para sustentar a 10 personas en la Luna. En segundo lugar, si los humanos quieren vivir en un sistema autosuficiente en la Luna, también deben garantizar el suministro de alimentos. ¿De dónde viene la comida? En los últimos años, los científicos han llevado a cabo una gran cantidad de experimentos biológicos en la estación espacial y han cultivado más de 100 "plantas espaciales", como trigo, maíz, avena, soja, tomates, rábanos, coles y remolachas. Y se ha demostrado que, en las condiciones de ingravidez del espacio, las semillas de plantas cultivadas en suelo lunar tienen una tasa de germinación más alta, una tasa de crecimiento más rápida y un tiempo de floración o crecimiento más temprano. Los científicos también han realizado experimentos con algunos animales para demostrar que la ingravidez no afecta el nacimiento de una nueva vida. En la estación espacial, las moscas de la fruta pueden aparearse, poner huevos y reproducirse como lo hacen en la Tierra; las abejas construyen nidos como de costumbre y la abeja reina da a luz a sus hijos como de costumbre. Los 60 huevos de codorniz enviados a bordo de la nave espacial aún se convirtieron en codornices después de regresar a la Tierra. Los huevos de pez, que estuvieron a bordo de la nave espacial durante 59 días, eclosionaron con éxito después de regresar a la Tierra. Los mamíferos no son una excepción. Las ratas hembras y los machos todavía viven juntos en jaulas enviadas al espacio. Las ratas hembras aún quedan embarazadas y dan a luz a la primera generación de "ratas espaciales" después de regresar a la Tierra. Por lo tanto, mientras se establezca una base de agricultura y cría en la luna, la fuente de alimento para la gente en la luna estará totalmente garantizada. Y las investigaciones muestran que el suministro de energía a la base lunar no será un problema. Como no hay viento ni lluvia en la luna, está despejada y sin nubes, el sol brilla todo el día y no hay absorción atmosférica. La intensidad de la radiación solar es aproximadamente 1,5 veces mayor que la de la Tierra. Por tanto, es totalmente posible utilizar energía solar en la Luna. Por lo tanto, la energía solar se puede utilizar plenamente en la luna para iluminación, calefacción, calefacción y generación de energía. Por supuesto, si es necesario, también se puede construir una central nuclear en la Luna para garantizar que la base tenga suficiente suministro de energía.
El rápido desarrollo de las bases lunares depende enteramente de si es posible lanzar grandes cantidades de materiales mineros desde la superficie lunar. Lo que se necesita aquí es un lanzador de material lunar eficiente, un impulsor de material. El conductor del material acelera la carga útil en una órbita de menos de 160 metros de largo hasta una velocidad que puede escapar de la gravedad de la luna, es decir, 2,31 kilómetros por segundo, dispara continuamente la carga útil lejos de la superficie lunar y luego envía la carga útil desorbitada en una cierta dirección. Un lugar preciso en el espacio, a 60.820 kilómetros sobre la superficie de la Luna, se conoce como punto de equilibrio lagrangiano en el sistema Tierra-Luna. Allí será interceptado por un receptor cilíndrico de unos 9 metros de diámetro. El receptor de material en el punto de equilibrio podrá funcionar con un consumo mínimo de energía, y luego el material lunar interceptado será enviado lentamente a la órbita alta de la Tierra. usuarios individuales. Princeton Laboratory One ha construido un modelo de un dispositivo impulsado por materia que podría acelerar un vehículo a 1.100 g, 100 veces la aceleración máxima alcanzada por el transbordador espacial. El tamaño del modelo es el mismo que el real, excepto por la longitud de la órbita y la masa del vehículo. Sólo se utiliza una sección del carril, que mide sólo medio metro de largo y consta de 20 bobinas de accionamiento. Al arrancar, el avión arranca desde parado y vuela sobre un carril guía de medio metro de longitud a una velocidad de 400 kilómetros por hora.
Actualmente, los científicos han previsto el uso de replicadores automáticos similares a los robots de ensamblaje de automóviles para producir más de 100 unidades de material lunar en aproximadamente dos años, lo que podría entregar 10 unidades de material lunar a fábricas espaciales y varias estaciones espaciales grandes cada año. Más de 10.000 toneladas de material. De esta manera, en el espacio futuro surgirá una industria completamente nueva y los humanos se liberarán gradualmente de las limitaciones de la tierra.
El establecimiento de una base lunar también requerirá el desarrollo de una nave espacial de transporte interorbital que pueda transportar personal y materiales al espacio más allá de la órbita terrestre baja. Transportará cargas útiles de un lado a otro entre la órbita terrestre baja y la órbita geosincrónica, y enviará cargas útiles a órbitas específicas de la Luna, asteroides y planetas. "Entre marzo y julio de 1986, la nave espacial Soyuz T-15 de la Unión Soviética viajó de ida y vuelta entre Mir y la estación espacial Salyut 7, transportando personal e instrumentos. Sin embargo, este era sólo el espacio entre el transporte en órbitas bajas.
La altura que puede alcanzar el transbordador espacial estadounidense también se limita a la órbita terrestre baja. Por lo tanto, la construcción de una nave espacial de transporte interorbital es un requisito previo para enviar personas y carga a órbita más allá de la estación espacial.
Puntos de conocimiento
Nuevo proceso de refinación del aluminio
El aluminio de la superficie lunar está compuesto por una estructura compleja llamada anortosita. Después de repetidas pruebas e investigaciones, los científicos han propuesto un nuevo proceso de fundición de aluminio. El método específico es: triturar las rocas lunares, calentarlas y fundirlas a 1700°C, luego enfriarlas en agua para hacer bolas policristalinas, luego triturarlas, agregarles ácido sulfúrico a 100°C y luego se puede lixiviar el aluminio. Después de eliminar los siliciuros mediante centrifugación y filtración, se realiza una reacción de pirólisis a una temperatura de 900°C para obtener una mezcla de alúmina y sulfato de sodio. Luego, el sulfato de sodio se lava y se seca, luego se mezcla con carbón y se calienta, y se agrega cloro para reaccionar con él y generar cloruro de aluminio, que luego se electroliza para obtener el producto final: aluminio puro.