Является ли лунная база более опасной, чем космическая станция?

Жизнь в космосе довольно опасна, и замечательные люди с МКС летают вокруг Земли, рискуя радиацией и микрометеороидами. Мне любопытно, они в большей безопасности, чем если бы они просто находились на базе на Луне. Мне кажется, существуют те же опасности, но гораздо больше можно сделать с микрогравитацией и потенциальными ресурсами на Луне.

Если опаснее, то насколько и какими способами? И если опасность не так уж и отличается, то почему НАСА/ЕКА/Россия не делают этого?

Ответы (5)

Вот несколько причин, возможно, не единственные:

  • Радиация. Луна не защищена магнитным полем Земли, поэтому она получает больше радиации. Это не хорошо в долгосрочной перспективе. Кроме того, радиационная защита тяжелая. Алюминий просто не подойдет. МКС защищена от магнитосферы, но не от атмосферы, поэтому астронавты по-прежнему получают 1 миллизиверт в день — в 5 раз больше радиации, чем на реактивных самолетах, и в 365 раз больше, чем на земле.
  • Если что-то пойдет не так, дом будет довольно далеко. Миссиям «Аполлон» потребовалось несколько дней, чтобы достичь Луны, и еще несколько дней, чтобы вернуться. Если на МКС что-то пойдет не так, космонавты могут попасть в капсулу «Союз» и через несколько часов оказаться на Земле (всего ~300 км от Земли).
  • Добавлена ​​сложность приземления на Луну. Несколько зондов потерпели крушение при попытке сделать это (например, Луна-15 ). Может быть, техника уже отработана.
  • Две недели полной темноты, каждый месяц. МКС совершает оборот вокруг Земли чуть более чем за 90 минут, поэтому она очень быстро переключается между днем ​​и ночью. Это не относится ни к одному объекту на поверхности Луны. В результате солнечная энергия, вероятно, непригодна для использования (это было проблемой для марсохода «Нефритовый кролик»), вам пришлось бы использовать какую-то форму ядерной энергии, например, используемую марсоходом Curiosity MSL.
  • Ядовитая лунная пыль. Он был обнаружен в легких астронавтов Аполлона (потому что способ, которым они попадали в свой посадочный модуль после выхода в открытый космос, заключался в том, чтобы войти, закрыть дверь, создать давление и снять свои покрытые пылью скафандры). Возможным решением было бы сочетание стыковочного порта и скафандра .
О, я забыл про 2 недели темноты! Значит, МКС защищена магнитным полем Земли? Я не был уверен, насколько защищен, потому что кое-что читал о потенциальных солнечных бурях, которые могут быть проблемой для людей на борту.
@simontemplar МКС защищена магнитным полем, но не атмосферой (которая также блокирует вещи) — она вращается в верхних слоях атмосферы. Астронавты получают столько же радиации в день, сколько люди на Земле получают в год — это приводит к снижению иммунитета, иногда к катаракте. Пассажиры реактивных самолетов обычно получают 0,2 миллизиверта радиации в день (и проводят в самолете всего от 1 до 20 часов), что все равно в 5 раз меньше, чем на МКС. en.wikipedia.org/wiki/ISS#Radiation ... xkcd.com/903
Другая опасность на Луне — это [пыль] [1]. Он был обнаружен в легких астронавтов Аполлона, но [скафандр] [2] может решить эту проблему. Пыль могла заклинить складные солнечные панели китайского вездехода [1]: Universetoday.com/96208/the-moon-is-toxic [2]: en.wikipedia.org/wiki/Suitport
Добавление @LocalFluff, спасибо
@professorfish Интересно, что на высоте МКС солнечные вспышки могут фактически снизить радиационное облучение экипажа, поскольку они заставляют захваченные частицы в поясах Ван Аллена перемещаться на большую высоту. Однако на Луне все еще нет помощи.
Как указал пользователь 6297, для защиты от радиации доступно много реголита. Возможно, люди на лунной базе выдержат меньше радиации. Он также указал, что есть полярные плато, на которых почти постоянно находится солнечный свет.
Пыль лунного камня может быть токсичной, но она является отличной поверхностью проводника портала!
Ко второму пункту я бы добавил, что существует аналогичная задержка/длительный процесс доставки поставок. Они также должны быть защищены от радиации.

Если опаснее, то насколько и какими способами?

Proffesorfish и Эли Сколас оба дали вдумчивые ответы, сравнивая опасности МКС и Лунной базы. Если бы людям предшествовали роботы для создания инфраструктуры, я считаю, что лунная база была бы менее опасной. В жилые дома Бигелоу можно добавить радиационную защиту от местных ресурсов. На полюсах могут быть летучие вещества, которые можно собирать как для жизнеобеспечения, так и в качестве топлива.

Теперь вторая часть вопроса:

И если опасность не так уж и отличается, то почему НАСА/ЕКА/Россия не делают этого?

У нас нет лунной базы, потому что это намного сложнее.

Самая большая разница между МКС и лунной базой — это дельта V. Для достижения МКС требуется 9 км/с, а для достижения поверхности Луны — 15 км/с. В настоящее время на лунной поверхности нет инфраструктуры и, следовательно, нет топлива. Таким образом, для обратного пути необходимо добавить еще 3 км/с. Бюджет дельта v 18 км/с сильно отличается от бюджета дельта V 9 км/с.

Капсула с МКС возвращается в атмосферу со скоростью 8 км/с, а капсула с Луны снова входит в атмосферу Земли со скоростью около 11 км/с. Потребуется более прочная конструкция и теплозащита.

Кроме того, мягкая посадка на Луну намного сложнее, чем сближение с МКС.

Учитывая, что мы уже отправляли людей на Луну и обратно раньше, технология есть (и ей 40 лет). То, что вы в основном говорите, это «это дороже». Хотя все равно уважительная причина.
Программа «Аполлон» оценивалась в 109 миллиардов долларов и дала нам 6 посадок. Это 18 миллиардов за посадку. И это всего шесть боевых вылетов. Создание базы было бы гораздо более амбициозным. Я считаю, что создание лунной базы — это то, что можно и нужно сделать. Но строительство базы с ракетами типа «Аполлон» стоит непомерно дорого.
@HopDavid, вы подняли хороший вопрос о стоимости. Как вы думаете, могут ли такие компании, как SpaceX, снизить эти затраты? Бывший. Илон Маск заявил, что «Союз» обходится НАСА 60 м я л п е р п е р с о н с е н т т о т час е я С С ж час е р е Д р а грамм о н 2 ж о ты л д д о я т ф о р а р о ты н д 20 мил. Если частные космические компании заключат контракты на проектирование и производство, снизит ли это затраты достаточно адекватно, чтобы сделать его более жизнеспособным с финансовой точки зрения?
Маск правильно отмечает, что космические полеты обходятся дорого из-за одноразовых транспортных средств. Представьте, сколько будет стоить билет на самолет, если бы мы разбивали Боинг 747 каждую поездку. Если Маск преуспеет в легком повторном использовании, это изменит игру.
Я ожидаю, что Маск добьется успеха с многоразовыми ускорителями. Но похоже, что разгонный блок будет иметь дельта-V в 8 км/с и более. С таким бюджетом дельта-V у вас сложная массовая доля. Больше топлива и меньше сухой массы оставляет вам то, что я называю хрупким космическим кораблем из целлофана и паутины. Трудно представить себе верхнюю ступень, которая могла бы выдержать повторный вход в атмосферу.
В рамках программы «Аполлон», помимо строительства и запуска кораблей, также было спроектировано и разработано множество различных технологий. Тот факт, что эти расходы были амортизированы всего за шесть миссий, вызывает сожаление. Однако программа построила (но не полетела ) еще три лунных корабля; все компоненты для Apollo 18, 19 и 20 были построены, но Pres. Никсон отменил полеты. Хотя полеты стоили бы денег, строительство еще трех командно-служебных модулей, лунных посадочных модулей, кораблей «Сатурн-против», лунных вездеходов и т. д. тоже стоило денег. Некоторые части отправились в музеи, другие - в Скайлэб и совместную миссию "Аполлон-Союз".
Точка зрения @Alexinawe Маска о многоразовых кораблях — это только половина уравнения. Фундаментальные научные и инженерные работы уже были сделаны за него благодаря НАСА, оплаченному налогоплательщиками США. В 1962 году, когда прес. Кеннеди сказал: « Мы решили полететь на Луну », никто не был уверен, что мы туда доберемся. У нас не было ни высокотемпературной керамики, ни микроэлектроники, ни такой точной обработки. Маск и его инвесторы знают , что мы можем это сделать. Они не раздвигают границы и не разрабатывают новые области науки, они только используют/усовершенствуют существующую технику. Это намного дешевле — это окупаемость бюджета НАСА.

МКС и лунная база одинаково безопасны. До тех пор, пока они не взорвутся внезапно или иным образом не станут смертельными ловушками из-за какого-то технического сбоя в самих человеческих артефактах, независимо от космической среды.

Среди всех новаторских предложений о том, что может быть опасным, я хочу напомнить о том, что единственное, что до сих пор убивало космонавтов , это техническая неисправность ! Это касается всех 18-19 погибших в космосе (точнее, в атмосфере Земли при запуске или входе в атмосферу!), а также всех 5 астронавтов (о которых я знаю), погибших на земле во время специальных космических тренировок. Добавьте к этому, что некоторые из примерно 500 побывавших в космосе, как говорят, страдают длительными, но незначительными проблемами со здоровьем из-за микрогравитации.

Вместо тонны лишней стартовой массы для повышения радиационной защиты, может быть, лишняя тонна избыточности технических систем имеет гораздо больший спасительный эффект?

Это хороший момент, но, с другой стороны, обратите внимание, что эти высокие показатели выживаемости не потому, что мы игнорировали все угрозы. Так получилось, что от большинства опасностей мы защищаемся либо технологически, либо процедурно (а чаще всего и то, и другое). И да, и технологии, и люди, к сожалению, иногда подводят. Я не хотел бы комментировать, какое из двух событий происходит чаще или почему, потому что я не компетентен в этом, но я могу представить, что, например, сказал бы об этом Ричард Фейнман. Но прошлый уровень успешности выполнения X на самом деле не гарантирует будущий успех выполнения Y, даже если X ⊂ Y.
@TildalWave 12 астронавтов ходили по Луне. Я понимаю, что после этого они превзошли среднюю продолжительность жизни американцев. Без каких-либо проблем со здоровьем, связанных с Луной, из-за радиации, пыли или чего-то еще. 3 астронавта Аполлона чуть не погибли из-за технической неисправности Аполлона-13. Гайки и болты, сделанные на Земле, очевидно, являются основным источником риска. И этот риск примерно так же высок на Земле, как и в космосе, как показывает Аполлон-1. Они были потеряны из-за отказа прототипа космического корабля, а не из-за какой-либо космической среды.
Главным доказательством человеческого фактора в космосе является то, что Армстронг вручную направляет посадочный модуль «Аполлон-11» к безопасному месту приземления. (А до этого некоторые подобные инициативы в LEO). Человеческий фактор — это не источник риска, а актив для космического полета.

Так как микрометеор не будет прилетать с лунной поверхности, а может прилететь со всей космической станции, это как минимум в 2 раза безопаснее.

Но поскольку есть гравитация, она притягивает немного больше метеоров, их нелегко количественно определить, но если они становятся быстрыми и имеют много энергии (что страшно), гравитация на них не повлияет.

Насколько безопасно космическое поселение, зависит от того, насколько хорошо оно зарекомендовало себя. Самая первая лунная база, использующая надувные конструкции, будет уязвима для радиации и небольших метеоров, а также для критической неисправности, такой как хранение кислорода.

Хорошо налаженная база, вероятно, будет находиться под землей, на полюсе, и иметь собственные ремонтные и перерабатывающие мощности. Со временем они разовьют способность перерабатывать кислород, воду, алюминий, силикон и другие местные ресурсы. Эволюция временной базы в самодостаточную колонию может произойти со временем. Цель будет заключаться в том, чтобы иметь возможность удовлетворять больше потребностей на месте и ежегодно меньше импортировать из земли. Такая самодостаточность невозможна на околоземной орбите, потому что там нет местных ресурсов. С самодостаточностью приходит безопасность. Вместо хрупких, легких, высокопроизводительных объектов, поднятых с земли, конструкция колонии и все в ней могло бы быть более массивным и сверхмощным, если бы оно было изготовлено из лунных материалов.

Хорошо зарекомендовавшей себя лунной колонии потребуется полностью многоразовая транспортная инфраструктура. Лучше всего это представить на трех опорах с полностью многоразовым космическим кораблем. Первый этап выхода на низкую околоземную орбиту. Вторым этапом будет запуск электрической или ядерной ракеты с орбиты Земли на орбиту Луны. Наконец, будет лунный посадочный модуль, отправляющийся с лунной поверхности на лунную орбиту. Такой подход не потребует огромной дельта-Ви для любой из ракет. Таким образом, их можно было построить прочно, чтобы их можно было практически использовать повторно. Так что модель Аполлона просто неприменима.

Поначалу лунное поселение было бы более уязвимым, но в долгосрочной перспективе гораздо более безопасным.

Является ли лунная база более опасной, чем космическая станция?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v