Когда первые исследователи пересекли огромные океаны, чтобы достичь новых миров, они путешествовали только с тем, что им было нужно, чтобы добраться туда. Инженеры и ученые НАСА сейчас разрабатывают возможности использования местных ресурсов для обеспечения жизни, после того, как астронавты достигнут своих космических целей: астероид, Луна или Марс.
В Космическом центре Кеннеди в НАСА во Флориде исследователи изучают, как использовать лучше местные ресурсы (ISRU), то есть, вырастить и собрать урожай, полагаться на доступное сырье, поскольку астронавты будут находиться в глубоком космосе.
Жозефина Бернетт, директор организации новых исследовательских и технологических программ Kennedy, указывает на важность создания новых возможностей.
"Новаторское пространство потребует нескольких технологий, которые изменяют игру, некоторые из которых разрабатываются здесь, в Кеннеди", - сказала Бернетт. "Эти новые технологические возможности позволят НАСА стать менее зависимыми от наземной логистики и вместо этого использовать местные ресурсы для поддержания устойчивого человеческого присутствия в космосе."
По словам Джека Фокса, начальника отдела научно-технических проектов Дирекции научно-исследовательских и технологических программ при Кеннеди, ISRU может уменьшить вес оснащенного разведочного корабля на 40 процентов.
"Целью нашего исследования использования ресурсов на месте является использование этих ресурсов", - сказал он. "Когда первые поселенцы приезжали в Северную Америку, они приносили только головы. Они знали, что смогут делать топоры с деревьев, которые найдут, когда доберутся до места назначения. Мы считаем, что обучение жить за счет имеющихся ресурсов значительно уменьшит массу, стоимость и риск близкого и долгосрочного освоения космоса."
Фокс объяснил, что такие ресурсы, как водный лед, металлы и реголит, будут доступны в больших поставках, будь то планирование работы на Луне, Марсе или других направлениях.
Реголит-это слой рыхлого материала, покрывающий твердую породу. Он включает в себя пыль, почву, сломанную скалу и другие связанные с ними материалы и присутствует на Земле, Луне, некоторых астероидах и Марсе.
Один ресурс, который является ключевым для многочисленных приложений, является вода.
"Несколько последних планетарных миссий отправили обратно данные, которые указывают на лунную воду, представляющую собой значительный ресурс, который может быть использован будущими исследователями", - сказал Фокс.
Миссия Клементина, запущенная с базы ВВС Ванденберга в 1994 году, провела бистатический радиолокационный эксперимент, который показал, что вода может существовать в кратере Шекелтона вблизи южного полюса Луны.
Научный эксперимент, программы глубокого космоса, целью миссии Клементина было испытание датчиков и компонентов космических аппаратов под длительным воздействием космической среды и научные наблюдения Луны и астероида.
Лунная разведывательная миссия, запущенная со станции ВВС мыса Канаверал в 1998 году, обнаружила повышенное количество водорода в обоих полярных районах Луны, но не смогла отличить его химическую форму. Другие данные, полученные в ходе миссии, также помогли ученым составить подробную карту состава лунной поверхности.
Приборы НАСА mini-RF и M 3 на лунном орбитальном корабле Chandrayaan-1 Индийской организации космических исследований предоставили более подробную информацию о водных ресурсах Луны. Chandrayaan-1 был первым лунным зондом Индии, запущенным в 2008.
Более точные водные ресурсы были обнаружены лунным разведывательным орбитальным кораблем и спутником наблюдения и зондирования лунного кратера (LCROSS).
Кроме очевидных преимуществ самой воды, она состоит из водорода и кислорода.
"Разделяя эти элементы, мы имеем то, что нужно для работы топливных элементов, чтобы получить энергию", - сказал Фокс. "Это дает нам электростанцию в далеком космосе."
Топливный элемент преобразовывает энергию от элемента, как жидкий водород, в электричество через химическую реакцию с жидким кислородом или другим окислительным агентом.
Такие технологии разрабатываются в Кеннеди. В настоящее время ведется разработка зонта - разведчика. Это isru-управляемая миссия отличается вездеходом, который составит карту лунной местности, имела бы сверло для извлечения образцов породы и воды, другие возможности для сбора информации.
" Такое решение является важным первым шагом в создании условий для длительных исследований человека, фактически извлекая воду из-под поверхности Луны", - сказал Фокс.
Водород и кислород являются наиболее эффективными химическими элементами для топлива ракетных двигателей. Поэтому извлечение этих элементов из местных лунных ресурсов может позволить использовать Луну в качестве "заправочной станции" для космического корабля, чтобы исследовать дальше Солнечную систему. Кислород и вода, очевидно, представляют собой ценный товар жизнеобеспечения.
