Масса Луны 7,342×10 ²² кг. Одна тонна равна 10 ³ кг. Сколько тысяч тонн? Допустим, у вас есть тысячи тысяч тонн. Это миллион тонн или 10 ⁹ кг. Это все равно в десять тысяч раз меньше массы Луны.

^{( источник: Диего Дельсо )}

Для сравнения, одна из крупнейших шахт, когда-либо действовавших на Земле, Чукикамата в Чили , произвела гораздо больше, чем «тысячи тонн»:

... он остается рудником с самым большим общим объемом производства меди, составляющим около 29 миллионов тонн на конец 2007 года ...

И хотя это большая дыра в земле, она совершенно незначительна по сравнению с массой Земли (или Луны, если уж на то пошло).

Чтобы ответить на ваш вопрос:

Изменит ли орбиту Луны добыча огромного количества ресурсов?

Ответ - нет .

РЕДАКТИРОВАТЬ - приведенное ниже неверно, потому что я не так хорошо знаю физику, как думал.

Предположим, вы добыли на Луне 100 чукикаматов и удалили эту массу, чтобы построить свой колонизационный флот. Не будем учитывать влияние импульса, потенциальной энергии и т. д. Орбитальная скорость определяется выражением$v=\sqrt{GM/r}$, где$M$это масса. Предполагая постоянную орбиту, новая скорость определяется выражением$v' = \sqrt{M_0 / M_1}$.

Подставим несколько цифр:

$v' = \sqrt{\frac{7.342×10^{22}}{7.342×10^{22} - 100\times26×10^6}} = 1.0000000000000178$

Орбита Луны будет в 1,0000000000000178 раз быстрее.

РЕДАКТИРОВАТЬ - давайте немного изменим.

С$M$в уравнении$v=\sqrt{GM/r}$масса Земли, масса Луны ничего не значит. Тогда отношение скорости к радиусу всегда фиксировано. Это ничего не изменит!

Однако мы все еще можем рассчитать процент изменения массы. Это будет:

$\frac{7.342×10^{22} - 100\times26×10^6}{7.342×10^{22}} = 0.99999999999996458$

Новая масса Луны составит 99,999999999996458% от старой массы Луны. Совершенно бессмысленно.

Кстати, часто говорят о добыче полезных ископаемых на астероидах, лунах и всевозможных других внеземных телах. Например, как вы сказали, на Луне много гелия-3. На астероидах много драгоценных металлов, таких как платина или иридий. Но это бессмысленно, ведь знаете, в каком месте еще больше гелия, платины и иридия? Земля. Земля имеет гораздо больше. И его легче добывать, потому что для этого не нужно строить космические корабли и объекты во враждебных условиях.

РЕДАКТИРОВАТЬ 2 - космическая добыча

В некоторых комментариях упоминалось, что вывозить вещи с Луны проще, чем с Земли, и что вы можете сбрасывать вещи на Луну без воздействия на окружающую среду. Это не работает так.

В фильмах и видеоиграх вы «добываете ресурс» (например, иридий) из планетарного тела. В реальной жизни вы строите горнодобывающие предприятия, вы строите очистительные и плавильные установки, для этого вам нужны люди, даже если у вас есть роботы, вам нужны люди, чтобы чинить роботов, вам нужно кормить людей, развлекать людей, вы нужен постоянный запас расходных материалов для доработки материала. И это только "ресурс". Вы не строите космические корабли из гелия. Вы строите их из стали/алюминия/углеродных композитов. Так что вам нужно добывать и это, а также выплавлять. Вам также нужно построить все на Луне, потому что в противном случае вам нужно будет транспортировать все свои ресурсы в другое место, поэтому вам нужны заводы. Чтобы сделать все это, вам понадобится довольно много населения. И тогда экологический фактор становится важным. Ваша добыча будет генерировать огромное количество пыли (сочетание сухости и низкой гравитации). Это просто не работает.

Чтобы изменить орбиту Луны, нужно изменить ее скорость.

Вы могли бы добыть половину его массы без существенного изменения его скорости, если бы вся масса была поднята чем-то вроде ракет. Если вы используете двигатели массы, и все они отбрасывают одно и то же направление, вы начнете видеть заметные изменения на орбите Луны к тому времени, когда вы отбросите пару миллионов тонн (крошечная доля одного процента массы Луны, но брошенный с лунной космической скоростью).

Если вы используете массовые драйверы, которые разбрасываются в разных направлениях (возможно, вы отправляете продукт по всей Солнечной системе, а не по всей Солнечной системе, а не на Землю или НОО), опять же, средний импульс может быть скорректирован до нуля, сохраняя Луну ( часть, которую вы не выбросили в космос, по крайней мере) прямо там, где вы ее нашли.

В первом приближении простое удаление массы с тела, находящегося на орбите, не меняет его орбиту. Радиус орбиты задается скоростью и гравитационным притяжением первичной (в данном случае Земли). Когда масса спутника мала по сравнению с массой первичного элемента, масса спутника аннулируется в уравнении и не имеет значения.

Чтобы увидеть конкретный пример, что происходит, когда астронавт выходит в открытый космос с МКС? Ничего - космонавт и МКС продолжают следовать по одному и тому же орбитальному пути, хоть МКС в сотни раз массивнее космонавта.

Как уже упоминали другие, процесс удаления огромного количества массы может иметь эффект, в зависимости от того, как это делается:

• Например, если вы используете химические ракеты, реакция на тягу ракеты при взлете в конечном итоге будет иметь некоторый эффект.
• Пусковая установка с электрической рельсовой пушкой (по задумке Артура Кларка) будет передавать силу ускорения через свою структуру на Луну и, таким образом, создавать крутящий момент.
• космический лифт не будет иметь прямого эффекта.

Но это выходит за рамки вопроса.

Нет

Майнинг в разумных масштабах, в том смысле, о котором вы привыкли думать, не окажет никакого влияния на движение планет.

Да

Если мы предположим цивилизацию между К1 и К2 , у вас появится энергетический бюджет, необходимый для таких вещей, как демонтаж лун.

Пояс астероидов весит 10^21 кг или около того. Нетитановые спутники Сатурна и меньшие спутники Юпитера имеют массу в несколько поясов астероидов. После этого приходит Луна.

С полностью автоматизированной экономикой космической добычи полезных ископаемых (где роботы строят роботов, добывают, очищают, перерабатывают и запускают космические корабли) демонтаж структур с низкой гравитацией намного проще, чем тех, где вам нужно спускаться в гравитационный колодец.

Таким образом, космическая цивилизация может начать с буксиров астероидов, тянущих астероиды к центральному перерабатывающему астероиду, построить больше солнечных батарей для получения энергии и выплавить больше металла для получения сырья, а затем вернуться.

Поскольку это может происходить экспоненциально, через небольшой промежуток времени у вас закончатся астероиды. Следующими целями будет строительство бобовых стеблей на спутниках Сатурна (не титановых) и других «маленьких» спутниках Солнечной системы и их разборка для получения большего количества сырья. Материал из этого затем позволил бы строить бобовые стебли на больших лунах.

Прежде чем вы достигнете планет земной группы, вам предстоит разобрать Луну, галилеевские спутники, Титан и субпланеты, такие как Плутон и другие тела после Нептуна.

После этого Меркурий, Марс и Венера.

В этот момент у вас будет выбор; если Земля все еще достаточно важна, вам придется перейти к использованию газовых гигантов в качестве сырья.

Такой прогресс возможен в научной фантастике, и это путь перехода от цивилизации уровня К1 к цивилизации К2 (со Сферой Дайсона или Роями, чтобы эффективно собирать выходную энергию Солнца).

Демонтаж лун может изменить их орбиты; но энергетические затраты, связанные с фактическим демонтажем планеты, настолько велики, что проблема «изменения орбиты» является тривиальной; орбиты меняются, если их это волнует , и они движутся в желаемом направлении .

Цивилизация К2 имеет мощность 10^26 Вт. Энергия связи Луны составляет 10 ^ 29 Дж. Таким образом, цивилизация К2 могла бы разрушить Луну за 1000 секунд; однако цивилизации K1 потребуется 10 ^ 13 секунд или 7 миллионов лет.

Отсюда этот план; материя меньших небесных тел используется для сбора все большей и большей солнечной энергии. При К1.3 на разборку Луны уходит 10 тысяч лет. На К1.5 демонтаж Луны занимает меньше века. В K1.7 это проект годового масштаба. На К1.9 это занимает дни. В K2.0 это занимает несколько часов.

Эффективность превращения материи в захват солнечной энергии и эффективность добычи материала (включая подъем его из гравитационного колодца) определяют, насколько быстро вы экспоненциально поднимаетесь по шкале Кардашева.

TL;DR

Восхождение на Кардашев путем демонтажа звездных тел - "разумный" путь вперед. И это может включать добычу сырья на Луне до такой степени, что Луны больше нет.

Но за исключением такого уровня цивилизации, нет, добыча полезных ископаемых не нарушит орбитальную механику.