Der Mond braucht Wasser – aber wie?

SpaceX und Co. sind also auf einem guten Weg, den Mond zu kolonisieren, aber sie sind auf einen Haken gestoßen. Die Kolonisten brauchen natürlich Wasser – und viel davon, zum Trinken, Essen zubereiten, Pflanzen anbauen, atmen und andere wichtige Dinge. Ursprünglich war geplant, den Mond-Regolith zu „abbauen“, der eine kleine Menge flüssiges Wasser enthält, das extrahiert werden könnte.
Leider hat der Internationale Gerichtshof kürzlich entschieden, dass der Weltraumvertrag den Abbau des Mondes verbietet, was bedeutet, dass die Mondkolonisten nun einen anderen Weg finden müssen, um an Wasser zu kommen. (Gehen Sie davon aus, dass der Rechtsspruch in keiner Weise aufgehoben werden kann, ich interessiere mich mehr für die wissenschaftlichen Möglichkeiten.)

Kriterien :

  • Die Liefermethode sollte sowohl „zuverlässig“ als auch regelmäßig sein – sie sollte nicht nur halb so oft funktionieren wie erwartet, und die Kolonisten sollten damit rechnen können, wenn es darauf ankommt, damit sie nicht ohne Wasser stranden.
  • Die Art der Abgabe sollte innerhalb mehr oder weniger der Grenzen der Spitzentechnologie wissenschaftlich plausibel sein, mit angemessenen Extrapolationen. Dies ist in naher Zukunft, also wurde die Physik, wie wir sie kennen, nicht massiv umgeworfen, und die Raketengleichung ist tyrannisch wie immer. Nehmen Sie an, dass die Kosten für das Senden von 1 kg Nutzlast zum Mond ungefähr 2500 USD betragen.
  • Die Bereitstellungsmethode sollte auf große Populationen (>10.000 Personen) skalierbar sein. Wenn die Kolonie wächst, möchten sie ihre Wasserversorgungsmethoden nicht ständig ändern müssen, und würden viel lieber eine Methode auswählen und dabei bleiben.
Das ist viel zu breit und meinungsbasiert. Es gibt ganze Papiere darüber, wie wir so etwas tun sollten, und selbst jetzt weiß niemand, welche der möglichen Optionen die beste / machbarste ist, da realistischerweise, wenn Sie von "naher Zukunft" sprechen, eine etwas plausible Methode dies nicht getan hat wurde noch gefunden.
kannst du das auch verlinken? „Der Internationale Gerichtshof hat kürzlich entschieden, dass der Weltraumvertrag den Abbau des Mondes verbietet“
Anforderungen machen wenig Sinn. Das Wasser befindet sich in einem geschlossenen Kreislauf, sodass Sie nur eine Lieferung an die Bootstrap-Kolonie benötigen und dann kleine Mengen, um die Verluste auszugleichen.
Nein, der Weltraumvertrag verhindert nicht den Abbau des Mondes. Im Gegenteil, in Artikel I: „Der Weltraum, einschließlich des Mondes und anderer Himmelskörper, ist für die Erforschung und Nutzung durch alle Staaten ohne jegliche Diskriminierung, auf der Grundlage der Gleichheit und in Übereinstimmung mit dem Völkerrecht frei, und dort soll freier Zugang zu allen Bereichen der Himmelskörper sein." . Wenn also der Weltraumvertrag in Ihrer fiktiven Zukunft nicht (für Handlungszwecke) neu geschrieben wurde, fliegt Ihre Prämisse nicht.
Ihre Frage ist so formuliert, als seien die Kolonisten bereits auf dem Mond und wurden von dieser überraschenden Gesetzgebung überrumpelt. Handelt es sich um eine Notsituation oder haben die Teilnehmer Zeit, darüber nachzudenken?
Wenn der Weltraumvertrag den Bergbau auf dem Mond verhindert, was ist dann der Grund dafür, dort zu sein? Tourismus? Sie haben es gerade in einen geschützten ökologischen Park geschafft - "Nehmen Sie nichts als Bilder mit, hinterlassen Sie nichts als Fußabdrücke".
Ich mag es, wie einige gute Antworten dennoch auf die eine oder andere Weise auf den Bergbau hindeuten. das sind meine Mitmenschen! (implizite Frage: Wie wäre es, wenn Sie Ihre Kolonisten zu charismatischen Verbrechern machen? Rebellen sozusagen? zählt das?)
@Mołot: Nicht alles – zum Beispiel ist das in Wasserstoff und Sauerstoff katalysierte Wasser weg und kann nicht wiederverwendet werden. Außerdem wird die Nachfrage steigen, wenn die Kolonie wächst.
@MichaelK: Hm, ok. Dann muss ich nur noch per Hand winken.
@Muuski: Wie in Menschen sind wieder auf dem Mond gelandet, aber die Kolonialisierung hat noch nicht wirklich ernsthaft begonnen.
@t.ry: Wenn ich darüber nachdenke, ist das eigentlich eine ziemlich gute Idee. Vielleicht lockerere Steuergesetze, Freiheit von einzelnen Regierungen, wenig Strafverfolgung ...
@AmbroseWinters warum würdest du Wasser teilen? Warum nicht Kohlenstoff- und Sauerstoffkreisläufe geschlossen halten? Du willst dort keine Hydroponik?
Könnten sie nicht ihre eigene Regierung bilden und den Weltraumvertrag aufheben?
@Molot: Für Dinge wie Raketentreibstoff und so weiter.
@PyRulez: Theoretisch ja, aber sie sind vorerst irgendwie von der Erde für Vorräte usw. abhängig.
Stellen Sie bitte die Frage. Dies kann bei der Berechnung des tatsächlichen Bedarfs helfen oder bei der Berechnung, wie viel Treibstoff Sie haben würden, nachdem die Kolonisten das getrunken haben, was sie brauchen.
@AmbroseWinters Niemand wird den Weltraumvertrag durchsetzen

Antworten (7)

Wie bereits erwähnt, gibt es sowohl auf dem Mond als auch in Objekten im Sonnensystem viel Wasser.

Sehr kurzfristig kann die Kolonie am Südpol des Mondes platziert werden. Die Erforschung durch ein entferntes Raumschiff, das auf Clementine in den 1990er Jahren zurückgeht, bestätigte die Existenz von Eis am Südpol, und analog dazu sollte es auch Eis in den schattigen Kratern am Nordpol geben . Der Hauptnachteil des Schemas ist die Menge an deltaV, die benötigt wird, um die Polarstandorte zu erreichen, und die Verfügbarkeit von Solarenergie (die hohe Türme, Spiegel oder Strahlenergie von einem Energiesatelliten an den Punkten L1 oder L2 erfordert.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Der Moon Mineralogy Mapper der NASA, ein Instrument der Mission Chandrayaan-1 der indischen Weltraumforschungsorganisation, hat dieses Bild des Erdmonds aufgenommen. Blau zeigt die Signatur von Wasser, Grün zeigt die Helligkeit der Oberfläche, gemessen durch reflektierte Infrarotstrahlung der Sonne, und Rot zeigt ein eisenhaltiges Mineral namens Pyroxen

Es ist auch möglich, Wasser direkt aus Mineralkörnern im Mond-Regolith zu extrahieren . Eine erneute Untersuchung von Apollo-Proben ergab, dass Wassermoleküle in der Kristallmatrix verschiedener Arten von Mondgestein eingeschlossen sind und als Nebenprodukt des Bergbaus extrahiert werden können.

Langfristig schließlich kann Eis aus Quellen im Weltraum, gewonnen aus Asteroiden, Kometen oder den Eismonden der Gasriesenplaneten, direkt zum Mond geliefert werden.

Vielleicht spekulativer, der Nebel, aus dem sich Erde und Mond gebildet haben, hatte viel mehr Wasser als die aktuelle Erde und der Mond zu haben scheinen. Eine umstrittene Theorie legt nahe, dass Wasser im Wert von vielen Ozeanen in den Mineralien tief im Erdmantel eingeschlossen sein könnte , und es ist möglich, dass eine ähnliche Situation auch während der Entstehung des Mondes aufgetreten ist. Wenn das stimmt, dann könnten einige kolossale Bohrinseln, die in der Lage sind, in den Mondmantel einzudringen und dann einen dem Fracking ähnlichen Prozess zu unterstützen, dieses eingeschlossene Wasser für Kolonien an der Oberfläche freisetzen.

Angenommen, wir haben bereits die Art von Schiffen, die so viele Kolonisten und ihre Vorräte herumbewegen können, ist es nicht weit, Eiswasserkometen einzufangen und sie in die Umlaufbahn um den Mond zu bringen. Sie können sie mit automatisierten Roboterlandern zerschneiden, die mehrere hundert Kilo Eisbrocken aus dem Orbit zur Mondoberfläche befördern. Sie haben Hunderte solcher Drohnen, die mindestens eine Fahrt pro Tag machen. Wenn jeder Eisbrocken 300 Kilogramm wiegt, sind das ungefähr 100 Gallonen Wasser. Sie könnten 10.000 Kolonisten pro Tag mit jeweils 3 Gallonen Wasser versorgen, wobei 100 Lander eine Reise pro Tag unternehmen. Ehrlich gesagt könnten Sie nur 10 300-kg-Eislander verwenden und über einen längeren Zeitraum einfach mehr Fahrten unternehmen, um vor der Besiedlung einen guten Vorrat aufzubauen.

Darüber hinaus gelten strenge Wasserrationierungs- und Recyclingverfahren. Offensichtlich ist kein System zu 100 % effizient, aber sobald der anfängliche Wasservorrat vorhanden ist, müssen Sie nur noch Ihre Verlustraten überwachen und sie ersetzen, was weniger eisbrechende Drohnen erfordert, die weniger Fahrten machen.

3 Gallonen Wasser reichen für die Bedürfnisse eines Menschen nicht aus. Neben dem Trinken gibt es hygienische Bedürfnisse, und dann gibt es Wasser, das für Bewässerung und Industrie verwendet wird. Ihre Theorie ist solide (zumindest erinnere ich mich, so etwas in SF-Büchern gelesen zu haben), aber es würde erheblich mehr Wasser für die gleiche Anzahl von Kolonisten benötigen.
@Galastel Schlagen Sie vor, dass die Kolonisten einfach das gesamte gebrauchte Wasser in den Weltraum ablassen sollten, anstatt etwas davon zurückzugewinnen? Jedes vernünftige System wäre ein möglichst geschlossener Kreislauf - es sollten minimale Verluste auftreten.
@pluckedkiwi Absolut richtig - das System sollte so geschlossen wie möglich sein. Abwasser sollte zurückgewonnen werden und ist rückgewinnbar (Israel gewinnt 90 % des Abwassers zurück, um es beispielsweise zur Bewässerung zu verwenden). Trotzdem verdunstet Wasser – von Pflanzen, von bewässerter Erde, von Kolonisten als Schweiß. Und manches Wasser wird zu kontaminiert, um sicher als Trinkwasser verwendet zu werden. Durch die verringerte Schwerkraft des Mondes würde ein Teil des verdunsteten Wassers in den Weltraum verloren gehen. Ich denke, Kuppeln oder ähnliches könnten das reduzieren. Aber ich sprach davon, wie viel Wasser pro Person zur Verfügung gestellt werden muss, aus welcher Quelle auch immer.
@Galastel Dann entspricht die einzige Wasserzufuhr dem, was nicht wiederherstellbar ist - wenn dies 3 Gallonen pro Person und Tag überschreitet, muss sich die Kolonie trotzdem in einem nicht überlebensfähigen Zustand befinden. Wenn es zu einem signifikanten Verlust von Wasserdampf nach außen kommt, wird der Verlust an Atemluft dramatisch größer und von unmittelbarerer Bedeutung sein. Nichts sollte Wasser jenseits der Wiedergewinnung aus einer hochgiftigen Industrieproduktion machen, und eine solche Industrie würde niemals in wasserbeschränkten Lebensräumen implementiert werden.
3 Gallonen reichen vollkommen zum Überleben. Sie brauchen nicht annähernd so viel, um zu überleben. Was die Hygiene betrifft, tut mir leid, keine 45-Minuten-Duschen im Weltraum. Plus das ist eine Lieferkapazität PRO TAG. Mit Recyclingmaßnahmen können Sie schnell einen Überschuss anhäufen.

Wenn Sie zum Zwecke einer Geschichte vorschlagen, dass die Gerichte den Teil des Vertrags aufgehoben haben, der besagt:

"... der Mond und andere Himmelskörper sollen von allen Staaten ohne Diskriminierung jeglicher Art zur Erforschung und Nutzung frei sein ..."

Ich schlage vor, auf dem Mond Wasser abzubauen .

Es ist einfach. Du bist da und sie sind es nicht. Wie werden sie dich aufhalten?

Denken Sie an Robert Heinleins The Moon is a Harsh Mistress.

Außerdem liegt in einigen Polarkratern wahrscheinlich Eis auf dem Boden; kein Bergbau beteiligt.

Alternative....

Es hört sich so an, als wollten Sie, dass die Weltregierung die Fähigkeit zur Kolonisierung des Weltraums heimlich unterbindet. Dafür gibt es einfachere Möglichkeiten.

Bis vor kurzem war es fast unmöglich, dass jemand außer einer der großen Trägerraketen eine Startlizenz erhielt. Ich war dort für den Kampf, Startlizenzen für jeden mit einer tragfähigen Rakete und einem Startplan verfügbar zu machen. Es wäre nicht allzu schwer, diese Entscheidung rückgängig zu machen, indem man jedem, der „die falschen Dinge“ auf den Markt bringen will, Bürokratie auferlegt.

Es gibt viel Eis im Sonnensystem . Das Problem ist, wie man es bekommt, aber unter der Annahme, dass die aktuelle Technologie bis zu dem Punkt hochgerechnet wird, an dem die Kolonisierung des Mondes ein machbarer Vorschlag ist, würde ich erwarten, dass es durchaus machbar wäre, ein (wahrscheinlich) unbemanntes Raumschiff loszuschicken, um etwas von jenseits zu bekommen der Asteroidengürtel. Dies sollte eine relativ billige (im Vergleich zur Entnahme von der Erde) regelmäßige Versorgung und vollständig skalierbar sein.

Alle Kometen, die irgendwo in der Nähe der Erde in die Umlaufbahn gebracht werden, verdunsten schnell (auf einer geologischen Zeitskala).

Außerdem ist es nicht nötig, Wasser zum Mond zu bringen, da es dort bereits geschätzt wird.

https://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_water

Chandrayaan-1 hatte mehr als 40 dauerhaft dunkle Krater in der Nähe des Nordpols des Mondes entdeckt, von denen angenommen wird, dass sie schätzungsweise 600 Millionen Tonnen (1,3 Billionen Pfund) Wassereis enthalten

Speziell am Südpol:

Die NASA bestätigte erneut Wasser auf dem Mond mit ihrer LCROSS-Raumsonde, die eine beträchtliche Menge an Hydroxylgruppen in dem Material entdeckte, das von einem Impaktor aus einem Südpolkrater hochgeschleudert wurde;[10] dies kann auf wasserführende Materialien zurückgeführt werden[11] – was "nahezu reines kristallines Wassereis" zu sein scheint.

Sie müssen tatsächlich nicht zum Mond abbauen, um an das Eis zu gelangen. Es ist an der Oberfläche in der Nähe der Pole.

https://www.nasa.gov/mission_pages/Mini-RF/multimedia/feature_ice_like_deposits.html

Das Mini-SAR-Instrument der NASA, ein leichtes Radar mit synthetischer Apertur, fand mehr als 40 kleine Krater mit Wassereis. Die Krater haben eine Größe von 1 bis 9 Meilen (2 bis 15 km) im Durchmesser. Obwohl die Gesamtmenge des Eises von seiner Dicke in jedem Krater abhängt, könnte es Schätzungen zufolge mindestens 1,3 Billionen Pfund (600 Millionen Tonnen) Wassereis geben.

Eiskarte

Es ist nicht nötig, es abzubauen ... es ist an der Oberfläche, hol es dir einfach.

Machen Sie Wasser vor Ort mit Sauerstoff aus Regolith.

Es gibt viel Sauerstoff im Mondregolith.

https://en.wikipedia.org/wiki/Regolith#Moon Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich gehe davon aus, dass Sie auch viel Strom von Sonnenkollektoren haben werden.

Wasserstoff als flüssigen Wasserstoff verschicken . Wasser ist H2O und die Masse des Wasserstoffs in einem Wassermolekül beträgt 11 % der Masse des Wassermoleküls. Angesichts der Tatsache, dass die Energie der sich bewegenden Masse die Hauptüberlegung ist, um Dinge zum Mond zu bringen, können Sie die neunfache Menge an Wasser für die gleiche Energie erhalten, indem Sie lokalen Sauerstoff verwenden, der aus Regolith gewonnen wird.

Wahrscheinlich werden Sie Solarenergie verwenden, um Aluminiumoxid in Regolith elektrolytisch zu Aluminiummetall zu veredeln, um Dinge zu bauen. Sauerstoff ist ein Abfallprodukt. Fangen Sie es mit dem Wasserstoff ein, den Sie heraufgebracht haben, um Wasser zu produzieren.

Wenn dieses Schema funktionieren könnte Machbarkeit der Gewinnung von Wasserstoff aus dem Sonnenwind könnten Sie vielleicht Wasserstoff aus dem Sonnenwind gewinnen, anstatt ihn von der Erde zu importieren. Die Mondkolonisten könnten sowieso eine Art Regenschirm brauchen, und der könnte einen doppelten Zweck erfüllen.

Der Mond braucht Wasser – aber wie?
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