Какую большую площадь мы можем сделать пригодной для жизни на Луне?

Мы (как K2.что-то-цивилизация ) могли бы сделать всю поверхность Луны совершенно пригодной для жизни. Это было бы титаническим усилием и имело бы небольшую, можно сказать, отрицательную отдачу, но мы, безусловно, могли бы это сделать. Потребуются столетия, если только вы не захотите, чтобы поверхность луны стала жидкой, а атмосфера, которую вы строите, закипает за счет ударной энергии бесконечных потоков комет, которые должны были бы ежедневно падать на луну и позволяли бы выглядеть худшим сценариям ядерной войны. как детский фейерверк. Чтобы держать климат под контролем, потребуются массивные зеркала и солнцезащитные зонты. Луна будет непригодна для использования во время процессов терраформирования. Терраформирование — чрезвычайно разрушительный процесс. Я бы порекомендовал это видео «Весна на Марсе» Исаака Артура.вам, чтобы вы могли получить некоторое представление о том, что вы предлагаете.

Затем, после многовековой работы, огромных материальных вложений и приведения в негодность первоклассной промышленной недвижимости Луны, вы можете требовать свою цену:

3,793 * 10^10$m^2$жилой площади

Звучит здорово, правда? Ну, только до тех пор, пока вы не посчитаете, что Земля имеет площадь обитаемой поверхности :

1,04 * 10^11$m^2$

Нам на порядок меньше пригодной для жизни площади поверхности Земли. Это все еще звучит хорошо, верно? До тех пор, пока вы не подумаете, что могли бы иметь гораздо большую полезную площадь со значительно меньшими усилиями на единицу$m^2$если бы вы только что индустриализировали Луну и использовали эту индустрию для создания цилиндров О'Нила . Если добыть верхние 100 км лунной поверхности и предположить, что места обитания требуют 10$t/m^2$, что является довольно консервативной оценкой, можно было бы получить:

1,138 * 10^18$m^2$

Не только пригодной для жизни площади поверхности, но и чрезвычайно неконтролируемой и не подверженной экстремальным погодным условиям площади поверхности.

Это основная проблема терраформирования. Строить спиновые места обитания просто эффективнее. Развитые цивилизации могут очень хорошо терраформировать места, но не для того, чтобы получить жизненное пространство . Проекты терраформирования будут проектами искусства и тщеславия, особенно для цивилизаций с «магическими технологиями».

Я не хочу испортить вам сеттинг или как-то задеть вас этим, но вам придется ответить на вопрос, почему ваша цивилизация решила превратить потрясающую промышленную недвижимость в чрезвычайно дорогое и неэффективное жизненное пространство.

Почему не под землей?

Предполагая легкую транспортировку материалов, как описано, и периферийную технологию, а также стимул. Люди могли бы изрешетить всю Луну герметичными туннелями и т. д.

Без терраформирования поверхности вы могли бы покрыть поверхность герметичными куполами до любых инженерных ограничений, которые имеют ваши высокотехнологичные материалы в этом сценарии.

Используя обе стратегии, вы в конечном итоге получите больше пригодного для жизни пространства, чем сейчас есть на Земле.

Основная проблема всех этих купольных сооружений не в том, чтобы их построить, а в том, чтобы их обслуживать. Это означает, что размер искусственного сооружения максимален, когда весь транспорт, который у нас есть, тратится на обслуживание.

Сегодня мы доставляем на орбиту порядка 100-200 тонн полезной нагрузки в год. Это означает, что при таком сценарии мы ежегодно поставляем около 10 млн т полезной нагрузки.

Биосфера проекта составляла около 0,01 км^2 и имеет вес около нескольких тысяч тонн и длится около 2 лет, прежде чем потребуется ее обслуживание. Допустим, у нас есть сверхлегкие строительные материалы и, следовательно, 1000 т на 0,01 км^2, 100 000 на км^2. И давайте предположим, что эти купола требуют эквивалентной полной перестройки раз в 10 лет.

Все это означает, что мы способны поставлять 10 км^2 куполов в год и поддерживать 100 км^2 куполов на поверхности.

Вы можете играть с цифрами. Скажем, возьмем 30 лет купольной жизни. Это даст вам больше площади (300 км ^ 2). Но несколько тысяч км^2 (0,1% поверхности Луны) — это максимум.

Таким образом, одно точное число, которое вы предложили, состоит в том, что мы «в 100 000 раз лучше перемещаем материал в пространстве, чем сейчас».

Я собираюсь дать все основания для сомнений числам, которые делают ваше дело лучшим. Давайте возьмем текущую стоимость доставки килограмма вещества на Луну. Текущие затраты составляют около 1-1,2 миллиона за кг, выброшенный на поверхность. Но давайте будем великодушны и скажем, что со следующим поколением многоразовых ракет мы можем сократить это число до 100 000 на кг. Это хорошо, потому что если предположить, что мы станем в 100 000 раз лучше, мы можем использовать прекрасное четное число, что однажды мы сможем переместить массу на Луну по цене 1 доллар за кг. Я предполагаю, что число в 100 000 раз включает в себя получение массы откуда-то еще, кроме Земли.

Так...

Луна имеет радиус примерно 1737 км. Следовательно, площадь поверхности составляет примерно 3,79 × 1013 квадратных метров.

На Земле столб воздуха, обеспечивающий давление на уровне моря, составляет около 1,03 кг на квадратный сантиметр, или примерно 10 000 кг на квадратный метр. На Земле из-за 1/6 G нам потребуется в шесть раз больше массы. Но давайте предположим, что мы можем обойтись половиной давления, поэтому нам нужно только в 3 раза больше. Итак, это будет стоить нам примерно 30 000 за квадратный метр поверхности Луны, или 11,1 X 10^18 долларов.

Годовой ВВП Земли составляет 80,68 X 10^9 долларов. Разделив эти два числа, вы обнаружите, что для оплаты этого потребуется примерно в 137,5 миллионов раз больше годового ВВП Земли.

Сбрасывание комет на тело — стандартный предлагаемый способ его терраформирования. Это не сработает для Луны, потому что любые кометы достаточно большого размера, чтобы иметь материю, столкнувшиеся с ней, выбросили бы на Землю много мусора. Бомбардировка Луны тысячами необходимых комет, скорее всего, опустошит Землю. Кроме того, когда комета сталкивается с безвоздушным миром, удар испаряет ее, и большая часть этого пара уходит в космос. Это серьезная проблема, но пока мы ее пропустим, чтобы все выглядело наилучшим образом для вашего сценария.

Тогда у вас есть проблема, что почва Луны полна неокисленного железа, которое будет связываться с кислородом в атмосфере, что Луна также истощена необходимыми химическими веществами, такими как углерод и азот, а длинные лунные дни и ночи, вероятно, навредят вашему здоровью. новая атмосфера.

Есть гораздо лучшее решение. Вероятно, на Луне есть от сотен до тысяч «лавовых трубок», и некоторые из них настолько велики, что в них можно поместить целые города. Например, лавовая труба Мариус-Хиллз была частично закартирована с помощью радиолокатора и имеет длину не менее 50 км, глубину 70 м и ширину от 500 м до 1 км. Даже давление на это было бы монументальной задачей, но, по крайней мере, это вполне осуществимо в вашем будущем мире.

Университет Пердью подсчитал, что стабильная лавовая труба на Луне может достигать 5 км в ширину с потолком в 1,5 км в высоту. Длина некоторых лавовых трубок может достигать сотен километров. Это тысячи кубических километров жизненного пространства. В одной лавовой трубе.

Миссия GRAIL обнаружила, что лунная кора состоит примерно на 12% из пустого пространства. Многое из этого мало, но под землей обязательно будет больше жизненного пространства, чем нам понадобится в течение очень, очень долгого времени.