การขุดดินทางจันทรคติและน้ำแข็งอาจเป็นกุญแจสำคัญต่อการอยู่รอดของมนุษย์บนดวงจันทร์

หากคุณถูกเคลื่อนย้ายไปยังดวงจันทร์ในทันใดคุณจะต้องตายอย่างรวดเร็วและแน่นอน นั่นเป็นเพราะไม่มีบรรยากาศอุณหภูมิพื้นผิวแตกต่างกันจากการคั่ว 130 องศาเซลเซียส (266 องศาฟาเรนไฮน์) ถึงหนาวเหน็บกระดูกลบ 170 องศาเซลเซียส (ลบ 274 องศาฟาเรนไฮต์) หากไม่มีอากาศหรือความร้อนหรือความเย็นที่น่ากลัวไม่ได้ฆ่าคุณการโจมตีด้วยแสงขนาดเล็กหรือรังสีดวงอาทิตย์จะเกิดขึ้น โดยทุกบัญชีดวงจันทร์ไม่ใช่สถานที่ที่มีอัธยาศัยดี

แต่ถ้ามนุษย์จะสำรวจดวงจันทร์และอาจอาศัยอยู่ที่นั่นหนึ่งวันเราจะต้องเรียนรู้วิธีจัดการกับสภาพแวดล้อมที่ท้าทายเหล่านี้ เราจำเป็นต้องมีแหล่งที่อยู่อาศัยอากาศอาหารและพลังงานรวมถึงเชื้อเพลิงเพื่อส่งจรวดพลังงานกลับสู่โลกและสถานที่อื่น ๆ นั่นหมายความว่าเราต้องการทรัพยากรเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดเหล่านี้ เราสามารถนำพวกเขาไปกับเราจากโลก - เป็นข้อเสนอที่มีราคาแพง - หรือเราจะต้องใช้ประโยชน์จากทรัพยากรบนดวงจันทร์เอง และนั่นคือสิ่งที่แนวคิดของ“ การใช้ทรัพยากรในแหล่งกำเนิด” หรือ ISRU เข้ามา

ดูเพิ่มเติม: อินเทอร์เน็ตตกหลุมรักวิดีโอใหม่ของนาซ่า

การพยายามใช้วัสดุบนดวงจันทร์เป็นความปรารถนาที่จะสร้างการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์ทั้งแบบชั่วคราวหรือถาวรบนดวงจันทร์และมีประโยชน์มากมายในการทำเช่นนั้น ตัวอย่างเช่นฐานจันทรคติหรืออาณานิคมสามารถให้การฝึกอบรมและการเตรียมการที่มีค่าสำหรับภารกิจไปยังจุดหมายปลายทางที่ไกลออกไปรวมถึงดาวอังคาร การพัฒนาและใช้ประโยชน์จากทรัพยากรบนดวงจันทร์อาจนำไปสู่เทคโนโลยีที่แปลกใหม่และแปลกใหม่จำนวนมากซึ่งอาจเป็นประโยชน์ต่อโลกเช่นเดียวกับกรณีของสถานีอวกาศนานาชาติ

ในฐานะนักธรณีวิทยาดาวเคราะห์ฉันรู้สึกทึ่งที่โลกอื่นมาเป็นอย่างไรและบทเรียนใดที่เราสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับการก่อตัวและวิวัฒนาการของดาวเคราะห์ของเราเอง และเพราะวันหนึ่งฉันหวังว่าจะได้ไปชมดวงจันทร์ด้วยตัวเองฉันจึงสนใจเป็นพิเศษว่าเราจะใช้ทรัพยากรที่นั่นเพื่อสำรวจระบบสุริยะของมนุษย์โดยใช้วิธีประหยัดได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

การใช้ทรัพยากรในสถานการณ์

ISRU ฟังดูเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์และสำหรับตอนนี้มันเป็นเรื่องใหญ่ แนวคิดนี้เกี่ยวข้องกับการระบุแยกและประมวลผลวัสดุจากพื้นผิวดวงจันทร์และภายในและแปลงเป็นสิ่งที่มีประโยชน์: ออกซิเจนสำหรับการหายใจ, ไฟฟ้า, วัสดุก่อสร้างและแม้กระทั่งเชื้อเพลิงจรวด

หลายประเทศได้แสดงความปรารถนาที่จะกลับไปสู่ดวงจันทร์อีกครั้ง นาซ่ามีแผนการมากมายที่จะทำเช่นนั้นประเทศจีนมีรถแลนด์โรเวอร์บนฝั่งจันทรคติในเดือนมกราคมและมีรถแลนด์โรเวอร์ที่ใช้งานอยู่ที่นั่นในขณะนี้และประเทศอื่น ๆ อีกมากมายตั้งเป้าหมายในภารกิจทางจันทรคติ ความจำเป็นในการใช้วัสดุที่มีอยู่แล้วบนดวงจันทร์จะกลายเป็นเร่งด่วนมากขึ้น

ความคาดหวังของการมีชีวิตอยู่บนดวงจันทร์คือการขับเคลื่อนงานวิศวกรรมและงานทดลองเพื่อกำหนดวิธีการใช้วัสดุทางจันทรคติอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อสนับสนุนการสำรวจของมนุษย์ ยกตัวอย่างเช่นองค์การอวกาศยุโรปกำลังวางแผนที่จะลงยานอวกาศที่ขั้วโลกใต้ดวงจันทร์ในปี 2565 เพื่อเจาะใต้พื้นผิวเพื่อค้นหาน้ำแข็งและสารเคมีอื่น ๆ งานฝีมือนี้จะมีเครื่องมือวิจัยที่ออกแบบมาเพื่อรับน้ำจากดินบนดวงจันทร์หรือ regolith

มีการถกเถียงกันถึงการทำเหมืองแร่และการขนส่งกลับสู่โลกในที่สุดฮีเลียม -3 ถูกขังอยู่ในดวงจันทร์ ฮีเลียม -3 (ไอโซโทปที่ไม่ใช่กัมมันตภาพรังสีที่ไม่ใช่ฮีเลียม) สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นเพื่อผลิตพลังงานจำนวนมากในราคาที่ต่ำมาก - แม้ว่าฟิวชั่นเป็นแหล่งพลังงานยังไม่ได้แสดงให้เห็นและปริมาณการสกัดได้ ฮีเลียม -3 ไม่เป็นที่รู้จัก อย่างไรก็ตามแม้ว่าจะยังมีต้นทุนและผลประโยชน์ที่แท้จริงของ ISRU บนดวงจันทร์ แต่ก็มีเหตุผลเล็กน้อยที่จะคิดว่าความสนใจในการทำเหมืองดวงจันทร์ในปัจจุบันยังคงดำเนินต่อไป

เป็นที่น่าสังเกตว่าดวงจันทร์อาจไม่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการขุดแร่โลหะมีค่าอื่น ๆ เช่นทองคำทองคำขาวหรือธาตุดินหายาก นี่เป็นเพราะกระบวนการของการสร้างความแตกต่างซึ่งวัสดุที่ค่อนข้างหนักจมและวัสดุที่มีน้ำหนักเบาเพิ่มขึ้นเมื่อร่างกายของดาวเคราะห์บางส่วนหรือเกือบทั้งหมดหลอมเหลว

นี่คือสิ่งที่จะเกิดขึ้นถ้าคุณเขย่าหลอดทดลองที่เต็มไปด้วยทรายและน้ำ ตอนแรกทุกอย่างผสมกัน แต่ในที่สุดทรายก็แยกออกจากของเหลวและจมลงสู่ก้นหลอด และสำหรับโลกนั้นสินค้าคงคลังของโลหะหนักและมีค่าของดวงจันทร์ส่วนใหญ่น่าจะอยู่ลึกเข้าไปในเสื้อคลุมหรือแม้แต่แกนกลางซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่พวกเขาจะเข้าถึงได้ แน่นอนว่าเป็นเพราะร่างกายเล็ก ๆ น้อย ๆ เช่นดาวเคราะห์น้อยมักจะไม่ได้รับความแตกต่างว่าพวกมันเป็นเป้าหมายที่มีแนวโน้มสำหรับการสำรวจและสกัดแร่

การก่อตัวทางจันทรคติ

อันที่จริงดวงจันทร์ถือเป็นสถานที่พิเศษทางวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์เพราะมันเป็นเพียงวัตถุอื่นในระบบสุริยะที่ซึ่งมนุษย์ตั้งเท้าได้ โครงการนาซ่าอพอลโลในปี 1960 และ 70 เห็นนักบินอวกาศทั้งหมด 12 คนเดินเด้งและเดินทางบนพื้นผิวโลก ตัวอย่างหินที่พวกเขานำกลับมาและการทดลองที่พวกเขาทิ้งไว้ที่นั่นทำให้สามารถเข้าใจได้มากขึ้นไม่เพียง แต่ดวงจันทร์ของเราเท่านั้น แต่วิธีการที่ดาวเคราะห์ก่อตัวโดยทั่วไปมากกว่าที่จะเป็นไปได้

จากภารกิจเหล่านี้และอื่น ๆ ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้มากมายเกี่ยวกับดวงจันทร์ แทนที่จะเติบโตจากเมฆฝุ่นและน้ำแข็งเช่นเดียวกับดาวเคราะห์ในระบบสุริยะเราค้นพบว่าเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดของเราน่าจะเป็นผลมาจากการปะทะครั้งใหญ่ระหว่างวัตถุโปรโต - เอิร์ ธ กับวัตถุขนาดเท่าดาวอังคาร การชนนั้นทำให้เกิดเศษซากจำนวนมากซึ่งบางส่วนก็รวมตัวกันเป็นดวงจันทร์ จากการวิเคราะห์ตัวอย่างทางจันทรคติการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ขั้นสูงและการเปรียบเทียบกับดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะเราได้เรียนรู้จากสิ่งอื่น ๆ ที่ผลกระทบมหาศาลอาจเป็นกฎไม่ใช่ข้อยกเว้นในช่วงแรก ๆ ของระบบนี้และระบบดาวเคราะห์อื่น ๆ.

การดำเนินการวิจัยทางวิทยาศาสตร์บนดวงจันทร์จะช่วยเพิ่มความเข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าดาวเทียมธรรมชาติของเรามาเป็นอย่างไรและกระบวนการใดที่ทำงานบนและภายในพื้นผิวเพื่อให้มันดูเป็นอย่างที่มันเป็น

ทศวรรษที่ผ่านมาถือเป็นสัญญาของยุคใหม่ของการสำรวจดวงจันทร์กับมนุษย์ที่อาศัยอยู่ที่นั่นเป็นเวลานานโดยการสกัดและการใช้ทรัพยากรธรรมชาติของดวงจันทร์ ด้วยความพยายามที่แน่วแน่และมั่นคงแล้วดวงจันทร์สามารถกลายเป็นไม่เพียง แต่เป็นบ้านของนักสำรวจในอนาคต แต่เป็นก้าวย่างที่สมบูรณ์แบบสำหรับการก้าวกระโดดครั้งต่อไปของเรา

บทความนี้ถูกตีพิมพ์ครั้งแรกใน The Conversation โดย Paul K. Byrne อ่านบทความต้นฉบับที่นี่