Als je op dit moment naar de maan zou worden vervoerd, je zou zeker en snel sterven. Dat komt omdat er geen sfeer is, de oppervlaktetemperatuur varieert van een braadtemperatuur van 130 graden Celsius (266 F) tot een ijzingwekkende min 170 C (min 274 F). Als het gebrek aan lucht of afschuwelijke hitte of kou je niet doden, dan zullen micrometeorietbombardementen of zonnestraling dat wel doen. Volgens alle rekeningen, de maan is geen gastvrije plek om te zijn.

Maar als mensen de maan willen verkennen en, mogelijk, woon daar op een dag, we zullen moeten leren omgaan met deze uitdagende omgevingsomstandigheden. We hebben leefgebieden nodig, lucht, voedsel en energie, evenals brandstof om raketten terug naar de aarde en mogelijk andere bestemmingen te drijven. Dat betekent dat we middelen nodig hebben om aan deze vereisten te voldoen. We kunnen ze ofwel van de aarde meenemen - een dure aangelegenheid - of we zullen moeten profiteren van de hulpbronnen op de maan zelf. En dat is waar het idee van "in-situ gebruik van hulpbronnen, " of ISRU, komt binnen.

Aan de basis van de inspanningen om maanmateriaal te gebruiken, is de wens om tijdelijke of zelfs permanente menselijke nederzettingen op de maan te stichten - en dit heeft talloze voordelen. Bijvoorbeeld, maanbases of kolonies zouden een onschatbare training en voorbereiding kunnen bieden voor missies naar verder gelegen bestemmingen, inclusief Mars. Het ontwikkelen en gebruiken van maanbronnen zal waarschijnlijk leiden tot een groot aantal innovatieve en exotische technologieën die nuttig kunnen zijn op aarde, zoals het geval was met het internationale ruimtestation.

Als planetair geoloog, Ik ben gefascineerd door hoe andere werelden zijn ontstaan, en welke lessen we kunnen leren over de vorming en evolutie van onze eigen planeet. En omdat ik op een dag hoop de maan daadwerkelijk persoonlijk te bezoeken, Ik ben vooral geïnteresseerd in hoe we de hulpbronnen daar kunnen gebruiken om menselijke verkenning van het zonnestelsel zo economisch mogelijk te maken.

In-situ gebruik van hulpbronnen

ISRU klinkt als sciencefiction, en voorlopig is dat grotendeels het geval. Dit concept omvat het identificeren, het extraheren en verwerken van materiaal van het maanoppervlak en het interieur en het omzetten in iets nuttigs:zuurstof om te ademen, elektriciteit, bouwmaterialen en zelfs raketbrandstof.

Veel landen hebben een hernieuwde wens uitgesproken om terug te gaan naar de maan. NASA heeft een groot aantal plannen om dit te doen, China landde in januari een rover op de achterkant van de maan en heeft daar nu een actieve rover, en tal van andere landen hebben hun zinnen gezet op maanmissies. De noodzaak om materialen te gebruiken die al op de maan aanwezig zijn, wordt dringender.

Anticiperen op het leven op de maan stimuleert engineering en experimenteel werk om te bepalen hoe efficiënt maanmateriaal kan worden gebruikt om menselijke verkenning te ondersteunen. Bijvoorbeeld, de European Space Agency is van plan om in 2022 een ruimtevaartuig op de zuidpool van de maan te laten landen om onder het oppervlak te boren op zoek naar waterijs en andere chemicaliën. Dit vaartuig zal een onderzoeksinstrument bevatten dat is ontworpen om water uit de maanbodem of regoliet te halen.

Er zijn zelfs discussies geweest over het uiteindelijk delven en verzenden van de helium-3 opgesloten in de maanregoliet naar de aarde. Helium-3 (een niet-radioactieve isotoop van helium) zou kunnen worden gebruikt als brandstof voor fusiereactoren om enorme hoeveelheden energie te produceren tegen zeer lage milieukosten - hoewel fusie als energiebron nog niet is aangetoond, en het volume van extraheerbaar helium-3 is onbekend. Niettemin, zelfs als de echte kosten en baten van maan ISRU nog moeten worden bezien, er is weinig reden om aan te nemen dat de aanzienlijke huidige belangstelling voor mijnbouw op de maan niet zal voortduren.

Het is vermeldenswaard dat de maan misschien geen bijzonder geschikte bestemming is voor het delven van andere waardevolle metalen zoals goud, platina of zeldzame aardmetalen. Dit komt door het proces van differentiatie, waarin relatief zware materialen zinken en lichtere materialen stijgen wanneer een planetair lichaam gedeeltelijk of bijna volledig gesmolten is.

Dit is eigenlijk wat er gebeurt als je een reageerbuis gevuld met zand en water schudt. Aanvankelijk, alles is vermengd, maar dan scheidt het zand zich uiteindelijk van de vloeistof en zinkt naar de bodem van de buis. En net als voor de aarde, het grootste deel van de inventaris van zware en waardevolle metalen op de maan bevindt zich waarschijnlijk diep in de mantel of zelfs de kern, waar ze in wezen onmogelijk te bereiken zijn. Inderdaad, het is omdat kleine lichamen zoals asteroïden over het algemeen geen differentiatie ondergaan, dat ze zulke veelbelovende doelen zijn voor de exploratie en winning van mineralen.

maan formatie

Inderdaad, de maan neemt een speciale plaats in in de planetaire wetenschap omdat het het enige andere lichaam in het zonnestelsel is waar mensen voet hebben gezet. Het NASA Apollo-programma in de jaren zestig en zeventig zag in totaal 12 astronauten lopen, stuiteren en zwerven op het oppervlak. De rotsmonsters die ze meebrachten en de experimenten die ze daar achterlieten, hebben niet alleen onze maan, maar maar over hoe planeten in het algemeen worden gevormd, dan anders ooit mogelijk zou zijn geweest.

Van die missies en anderen in de daaropvolgende decennia, wetenschappers hebben veel geleerd over de maan. In plaats van uit een wolk van stof en ijs te groeien, zoals de planeten in het zonnestelsel deden, we hebben ontdekt dat onze naaste buur waarschijnlijk het resultaat is van een gigantische inslag tussen de proto-aarde en een object ter grootte van Mars. Die botsing wierp een enorme hoeveelheid puin uit, waarvan sommige later samensmolten tot de maan. Uit analyses van maanmonsters, geavanceerde computermodellering en vergelijkingen met andere planeten in het zonnestelsel, we hebben onder meer geleerd dat kolossale gevolgen de regel kunnen zijn, niet de uitzondering, in de begindagen van dit en andere planetenstelsels.

Het uitvoeren van wetenschappelijk onderzoek op de maan zou een dramatische toename opleveren in ons begrip van hoe onze natuurlijke satelliet is ontstaan, en welke processen op en in het oppervlak werken om het eruit te laten zien zoals het eruit ziet.

De komende decennia houden de belofte in van een nieuw tijdperk van maanverkenning, met mensen die daar voor langere tijd wonen, mogelijk gemaakt door de winning en het gebruik van de natuurlijke hulpbronnen van de maan. Met vaste, vastberaden inspanning, dan, de maan kan niet alleen een thuis worden voor toekomstige ontdekkingsreizigers, maar de perfecte opstap om onze volgende grote sprong te maken.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.