Om du transporterades till månen i detta ögonblick, du skulle säkert och snabbt dö. Det är för att det inte finns någon atmosfär, yttemperaturen varierar från en rostning på 130 grader Celsius (266 F) till en benkylande minus 170 C (minus 274 F). Om bristen på luft eller fruktansvärd värme eller kyla inte dödar dig, kommer mikrometeoritbombardement eller solstrålning att göra det. Av alla konton, Månen är ingen gästvänlig plats att vara på.

Men om människor ska utforska månen och, potentiellt, bo där en dag, vi måste lära oss hur vi hanterar dessa utmanande miljöförhållanden. Vi behöver livsmiljöer, luft, mat och energi, samt bränsle för att driva raketer tillbaka till jorden och möjligen andra destinationer. Det betyder att vi kommer att behöva resurser för att uppfylla dessa krav. Vi kan antingen ta med oss ​​dem från jorden – ett dyrt förslag – eller så måste vi dra nytta av resurserna på månen själv. Och det är där idén om "resursutnyttjande på plats, " eller ISRU, kommer in.

Stödet för ansträngningarna att använda månmaterial är önskan att etablera antingen tillfälliga eller till och med permanenta mänskliga bosättningar på månen – och det finns många fördelar med att göra det. Till exempel, Månbaser eller kolonier kan ge ovärderlig träning och förberedelser för uppdrag till längre utsända destinationer, inklusive Mars. Att utveckla och använda månens resurser kommer sannolikt att leda till ett stort antal innovativa och exotiska teknologier som kan vara användbara på jorden, som har varit fallet med den internationella rymdstationen.

Som planetgeolog, Jag är fascinerad av hur andra världar kom till, och vilka lärdomar vi kan lära oss om bildningen och utvecklingen av vår egen planet. Och eftersom jag en dag hoppas på att faktiskt besöka månen personligen, Jag är särskilt intresserad av hur vi kan använda resurserna där för att göra mänsklig utforskning av solsystemet så ekonomiskt som möjligt.

Resursutnyttjande på plats

ISRU låter som science fiction, och för tillfället är det till stor del. Detta koncept innebär att identifiera, extrahera och bearbeta material från månens yta och inre och omvandla det till något användbart:syre för andning, elektricitet, byggmaterial och till och med raketbränsle.

Många länder har uttryckt en förnyad önskan att gå tillbaka till månen. NASA har en mängd planer på att göra det, Kina landade en rover på månens bortre sida i januari och har en aktiv rover där just nu, och många andra länder har siktet inställt på månuppdrag. Nödvändigheten av att använda material som redan finns på månen blir mer pressande.

Förväntan på månens liv driver ingenjörs- och experimentarbete för att avgöra hur man effektivt kan använda månmaterial för att stödja mänsklig utforskning. Till exempel, European Space Agency planerar att landa en rymdfarkost på månens sydpol 2022 för att borra under ytan på jakt efter vattenis och andra kemikalier. Detta farkost kommer att ha ett forskningsinstrument utformat för att få vatten från månens jord eller regolit.

Det har till och med förekommit diskussioner om att så småningom gruvbryta och skicka tillbaka till jorden helium-3 låst i månregoliten. Helium-3 (en icke-radioaktiv isotop av helium) skulle kunna användas som bränsle för fusionsreaktorer för att producera stora mängder energi till mycket låga miljökostnader – även om fusion som kraftkälla ännu inte har visats, och volymen extraherbart helium-3 är okänd. Ändå, även om de verkliga kostnaderna och fördelarna med lunar ISRU återstår att se, Det finns liten anledning att tro att det stora nuvarande intresset för att bryta månen inte kommer att fortsätta.

Det är värt att notera att månen kanske inte är en särskilt lämplig destination för att bryta andra värdefulla metaller som guld, platina eller sällsynta jordartsmetaller. Detta beror på differentieringsprocessen, där relativt tunga material sjunker och lättare material stiger när en planetkropp är delvis eller nästan helt smält.

Detta är i princip vad som händer om du skakar ett provrör fyllt med sand och vatten. I början, allt blandas ihop, men sedan separerar sanden så småningom från vätskan och sjunker till botten av röret. Och precis som för jorden, det mesta av månens lager av tunga och värdefulla metaller finns sannolikt djupt i manteln eller till och med kärnan, där de är i princip omöjliga att komma åt. Verkligen, det är för att mindre kroppar som asteroider i allmänhet inte genomgår differentiering som de är så lovande mål för mineralutforskning och utvinning.

Månbildning

Verkligen, Månen har en speciell plats i planetvetenskapen eftersom den är den enda andra kroppen i solsystemet där människor har satt sin fot. NASAs Apollo-program på 1960- och 70-talen såg totalt 12 astronauter gå, studsa och ströva på ytan. Stenproverna de tog med sig tillbaka och experimenten de lämnade där har möjliggjort en större förståelse av inte bara vår måne, men hur planeter bildas i allmänhet, än vad som annars skulle ha varit möjligt.

Från dessa uppdrag, och andra under de följande decennierna, forskare har lärt sig mycket om månen. Istället för att växa från ett moln av damm och is som planeterna i solsystemet gjorde, vi har upptäckt att vår närmaste granne troligen är resultatet av en gigantisk sammanstötning mellan protojorden och ett objekt i storleken Mars. Den kollisionen kastade ut en enorm mängd skräp, av vilka några senare smälte samman till månen. Från analyser av månprover, avancerad datormodellering och jämförelser med andra planeter i solsystemet, vi har bland annat lärt oss att kolossala effekter kan vara regeln, inte undantaget, i början av detta och andra planetsystem.

Att utföra vetenskaplig forskning på månen skulle ge dramatiska ökningar i vår förståelse av hur vår naturliga satellit kom till, och vilka processer som fungerar på och inuti ytan för att få det att se ut som det gör.

De kommande decennierna har löftet om en ny era av månutforskning, med människor som lever där under långa tidsperioder möjliggjort av utvinning och användning av månens naturresurser. Med stadiga, målmedveten ansträngning, sedan, Månen kan inte bara bli ett hem för framtida upptäcktsresande, men den perfekta språngbrädan att ta vårt nästa jättesprång från.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.