Is de maan ons ticket naar het zonnestelsel? V & A met auteur Paul D. Spudis

Moet de NASA samen met andere ruimtevarende naties en privé-bedrijven proberen een voortdurende menselijke aanwezigheid op de maan te vestigen? Moet de maan voorrang krijgen op een menselijke missie naar Mars?

In zijn nieuwe boek, "De waarde van de maan: hoe je kunt verkennen, leven en in de ruimte kunt profiteren met behulp van de bronnen van de maan, "(Smithsonian Books, 2016), planetaire wetenschapper en schrijver Paul D. Spudis legt uit waarom de maan een cruciale opstap zou kunnen zijn voor robot- en menselijke missies naar andere bestemmingen op het zonnestelsel. In de voetsporen van mensen zoals ruimtevaartingenieur Wernher von Braun en sciencefictionschrijver Arthur C. Clarke, Spudis gebruikt de recente maanwetenschap om te laten zien dat de maan de middelen bevat die mensen nodig hebben om er een ruimtegebaseerd tankstation en een productie-eenheid van te maken voor het reizen met zonnestelsels.

Daarnaast geeft het boek een geschiedenis van verkenning van de maan (en poging tot verkenning) door de Verenigde Staten, waar Spudis af en toe een eerste rij stoel heeft gehad. Naast dat hij senior scientist was bij het Lunar and Planetary Institute in Houston, bekleedde hij een leidende rol bij verkenningsmissies op de maan en diende hij in 2004 de President's Commission on Implementation of United States Space Exploration Policy. ProfoundSpace.org sprak met Spudis over zijn nieuwe boek, en de hoogtepunten van dat interview volgen. Alle meningen in dit interview zijn van hemzelf. [Waarom terug naar de maan gaan? Terugtrekken van de laatste voetstappen Video]

ProfoundSpace.org: Kunt u mij een kort overzicht geven van uw nieuwe boek?

Paul D. Spudis: Het is een soort van een combinatie van drie verschillende dingen. Ik wilde een geschiedenis schrijven van de interesse van de Verenigde Staten in de maan - onze reis daar met Apollo, maar ook onze pogingen om daar na Apollo terug te keren. Dus het is een geschiedenis in die zin.

Het is [ook] een memoires in dat ik dit de afgelopen 30 jaar heb gedaan, [en] ik wilde enkele verhalen vertellen en een aantal perspectieven geven die ik niet had gezien in andere accounts. Dus ik geef mensen de mening van mijn insider over wat er is gebeurd en waarom het is gebeurd.

En dan is het laatste deel dat het een pleitbezorgingsdocument is. Het is een samenvatting waarom ik denk dat het belangrijk is om van de maan een bestemming te maken. Dus ik probeerde die drie elementen te combineren in één doorlopend verhaal.

ProfoundSpace.org: mensen hebben misschien gehoord van mogelijke plannen om mensen naar de maan te brengen. Wat is het argument dat je in het boek formuleert waarom mensen naar de maan zouden moeten terugkeren en daar een aanwezigheid zouden moeten vestigen?

Spudis: Het argument van het boek is dat, fundamenteel, de maan waarde heeft omdat het heeft wat we nodig hebben om een ​​permanent systeem van ruimtetransport te creëren. En dat vereist een beetje uitleg, maar wat het eigenlijk betekent, is dat we de bronnen kunnen gebruiken die we bij de polen van de maan vinden.

[De bronnen] zijn er in twee vormen: er is het bevroren water dat in de koude, permanent donkere gebieden voorkomt, en dan is er het quasi-permanente zonlicht op de toppen rond beide polen. Dus je hebt continue energie [van het quasi-permanente zonlicht] en je hebt [water], wat waarschijnlijk een van de nuttigste dingen is die je in de ruimte kunt vinden.

Als materiaal is water buitengewoon nuttig. Je kunt het gebruiken om het menselijk leven te ondersteunen. Vanzelfsprekend kun je het drinken. Je kunt het gebruiken om voedsel te reconstitueren. Je kunt het gebruiken voor sanitaire voorzieningen. Je kunt het gebruiken als stralingsafscherming. Het is dus een verbruiksartikel dat het menselijk leven helpt beschermen en ondersteunen.

Je kunt water gebruiken als medium voor energieopslag. Wanneer je de zon laat schijnen, kun je een elektrische stroom door het water laten gaan en deze in zijn samenstellende gassen splitsen - waterstof en zuurstof - sla die op, en als je dan in een eclips of 's nachts bent, kun je die twee combineren gassen in een brandstofcel om elektriciteit te genereren. Het is dus een volledig omkeerbaar proces, waarbij water in gassen verandert en vervolgens van gassen terug in water. Dus het is een medium van energieopslag in die zin.

En tot slot, en het belangrijkste, is het laatste gebruik van water dat het, wanneer het wordt afgebroken tot zijn samenstellende gassen en vervolgens cryogeen in vloeibare vorm wordt ingevroren, de meest krachtige chemische raketmotor is die we kennen. Dus wat betekent dat over de maan? Wat zegt dat over de waarde van de maan in termen van ruimtevaart? Wat het betekent is, we hebben een offshore tankstation direct naast de aarde. We kunnen de bronnen van de maan gebruiken om een ​​brandstofsysteem en een logistiek depot te creëren dat langdurige ruimtevlucht ondersteunt, niet alleen tussen de aarde en de maan, maar ook op de planeten.

Dus, in een notendop, dat is het argument van het boek. Dat is waarom ik het boek schreef: omdat veel mensen zich niet realiseren dat ... het niet tot zeer recente missies naar de maan was - de robotmissies en de landers die we recentelijk hebben gehad - dat we er echt achter zijn gekomen dat ... je kunt gebruiken wat de maan te bieden heeft om dit systeem te maken. [Visies op maanbasis: hoe een maankolonie bouwen (foto's)]

ProfoundSpace.org: hoe ziet de menselijke aanwezigheid op de maan er over 50 of 60 jaar uit in je meest realistische maar ook optimistische projecties?

Spudis: Dus wat ik voorstel is, in 50 of 60 jaar, wat we zien zijn bases die zich aan de polen van de maan bevinden, die het bevroren water daar verzamelen - verzamelen en verzamelen - het opslaan en gebruiken voor de maan. verschillende doelen waar ik het over had, maar [ook] om dat te gebruiken om een ​​systeem van transportelementen te creëren. Dit zijn landers die heen en weer gaan tussen de maan en de baan, van de baan van de maan terug naar de baan van de aarde, en verder naar de planeten, met behulp van het maan drijfgas en maan verbruiksartikelen om dat soort missies te voorzien.Dus je gaat naar de maan om een ​​permanent, continu opererend ruimtevaartsysteem te creëren.

ProfoundSpace.org: in je boek praat je over een heleboel dingen die verder gaan dan alleen de wetenschap, en bespreek je wat je denkt dat moet worden gedaan - en kan worden gedaan - in het rijk van de menselijke ruimtevlucht.

Spudis: Ja, dit gaat verder dan wetenschap, en in engineering. Maar ik denk dat dit een geval is waarin onze wetenschappelijke kennis feitelijk handelt in dienst van ons vermogen om ruimtevlucht te creëren.

Veel mensen zeggen: "Wat is ons doel? Is het om terug te gaan naar de maan of naar Mars, of welke?" Welnu, mijn doel is alles in het zonnestelsel. Er zijn veel plaatsen waar je missies kunt zien, waarvan sommige misschien mensen nodig hebben, waarvan je sommige alleen maar robotica nodig hebt. Maar in dat alles moet je de mogelijkheid hebben om grote, krachtige sondes en machines naar deze plaatsen te sturen om de dingen te doen die we willen doen. Nu kunnen we dat niet altijd doen door spullen van de oppervlakte van de aarde te lanceren. Er zijn gewoon niet genoeg grote raketten; er is niet genoeg geld in de economieën om dat soort inspanningen te ondersteunen. Omdat je enorme hoeveelheden massa uit de diepe zwaartekrachtput van de aarde tilt. [Noot van de redacteur: bij het bespreken van de strijd van een raket om weg te komen van een massief lichaam, wordt er soms gezegd dat de raket uit de 'zwaartekrachtput' van het object moet klimmen. Hoe sterker de zwaartekracht, hoe "dieper" de put.] In het binnenste zonnestelsel heeft de aarde de diepste zwaartekracht. Maar de zwaartekrachtbron op de maan is slechts een zesde van de aarde. Het is veel gemakkelijker om de "stomme massa" - de verbruiksgoederen, het water en de raketmotor - van de maan te tillen dan om dat vanaf de aarde te doen. Dus dat is het argument om naar de maan te gaan.

En ja, je hebt gelijk - het is geen wetenschappelijk argument op zich. Het is een geval waarin wetenschap wordt toegepast op de taak om een ​​ruimtevaartmogelijkheid te creëren. Dat is de manier waarop ik het graag bekijk.

ProfoundSpace.org: Hoe verzamelde u de technische informatie en ruimtevluchtinformatie voor het boek?

Spudis: Dit is niets wat ik bedacht heb. Mensen denken al heel lang in deze richting. Als je de vroege geschriften van Wernher von Braun leest, schreef hij in de jaren '50 een boek met de titel "Across the Space Frontier." En hij sprak over de verschillende stappen van het verplaatsen van de mensheid naar de ruimte. En Arthur C. Clarke is een ander voorbeeld, een andere vroege schrijver in de jaren '40 en de jaren '50. En ze stelden allemaal voor om naar de maan te gaan en de bronnen van de maan te gebruiken om raketten aan te wakkeren en lucht te maken en water te maken zodat mensen op deze plaatsen zouden kunnen leven. Dus dat is al lang een soort van droom.

Wat nieuw is, is dat we tot voor kort niet wisten dat de materialen die we nodig hebben om te doen daadwerkelijk bestaan ​​[op de maan]. En ze bestaan ​​echt in hoeveelheden die groot genoeg zijn om dit haalbaar te maken. Ik ben dus al heel lang geïnteresseerd in ruimtevluchten in het algemeen. Ik heb altijd al in een wereld willen leven waarin we kunnen gaan waar we willen, wanneer we willen, naar welke missie we ons ook maar kunnen voorstellen. En om dat allemaal te doen met het gebruik van raketten die [alleen] vanaf de aarde zijn gelanceerd, is zo ongelooflijk moeilijk en zo ongelooflijk duur dat het zeer waarschijnlijk is dat we maar een fractie van de dingen doen die we ons kunnen voorstellen.

Dus wat ik wil doen is die sjabloon veranderen - om het te veranderen van beperkt te worden door wat mijn vriend Don Pettit, de astronaut, 'de tirannie van de raketvergelijking' noemt. De vergelijking met de raket zegt in feite dat het grootste deel van de massa van een raket is bestemd voor brandstof en tanks, en niet voor de lading. Maar we kunnen dat veranderen door onze brandstof te halen uit bronnen die al in de ruimte zijn. En dat is echt het argument. Het is geen nieuwe droom; het is gewoon dat we nu voor het eerst weten dat het mogelijk is om die droom te realiseren.

Ruimte: er is ook het argument dat de maan een oefenterrein zou kunnen zijn of een grond zou zijn voor een menselijke missie naar Mars. Kun je daar een beetje over praten?

Spudis: Je kunt de maan gebruiken als testgrond, simpelweg omdat er veel dingen zijn ... die je zult doen op elke planetaire of maanmissie die je kunt oefenen, oefenen en perfectioneren door naar de maan te gaan.

We praten bijvoorbeeld over het extraheren van water uit het poolijs van de maan. Welnu, mensen zeggen: "Wel, dat is niet echt van toepassing op wat je op Mars zou kunnen doen." Eigenlijk wel, want er is ook ijs op de grond. En in beide gevallen gaat het om een ​​vergelijkbare reeks activiteiten: je graaft de bevroren grond of het grondijs op, je smelt het of je verwarmt het om het water te extraheren, je verzamelt de damp en je slaat het product op. En je moet korrelige materialen in elk stadium hanteren. Nu zijn die processen gemeenschappelijk voor de maan en voor Mars, beide. Dus door dat op de maan te doen, hebt u al een technologiebasis, een reeks procedures en apparatuur gevestigd. Je hebt geleerd wat je niet moet doen en hoe je voorzichtig moet zijn en alleen die dingen doen die bijdragen aan een succesvolle extractie. En tegelijkertijd hebt u ook de machines getest die u op Mars kunt gebruiken in een omgeving die deze simuleert.

Het is waar dat het twee verschillende [werelden] zijn en ze hebben verschillende omgevingen en ze hebben verschillende geschiedenissen. Maar tegelijkertijd is er veel gemeenschappelijkheid. Het zijn allebei aardse, rotsachtige objecten. Ze hebben allebei stoffige oppervlakken; ze hebben buitenaardse, harde straling in omgevingen waar mensen beschermd moeten worden. Ze hebben extreme temperaturen, zowel in koude als in hitte. En u moet in principe uw machines en uw procedures aan die voorwaarden aanpassen.Dus in die zin is de maan een goede proef- en testbasis voor het soort dingen dat je later op Mars gaat doen.

ProfoundSpace.org: Het lijkt erop dat de discussie over de toekomstige ruimtevaartplannen van de NASA tot een splitsing van de weg is gekomen - het bureau kan de maan of Mars kiezen. En het lijkt erop dat die beslissing snel genomen moet worden. Bent u het eens? Is dat het besluit dat NASA nu moet nemen?

Spudis: Wel, de reden dat het een beslissing is - of de reden dat het als een beslissing wordt behandeld - is dat wordt aangenomen dat we niet beide kunnen doen. Er wordt verondersteld dat er een beperkte hoeveelheid middelen zal zijn en daarom moet er een beslissing worden genomen over wat de nadruk moet krijgen, simpelweg omdat we niet genoeg geld hebben om alles te doen.

Ik zou zeggen dat je je in dat soort calculus de vraag wilt stellen: "Wat is je langetermijndoel? Wat probeer je echt uit de menselijke ruimtevlucht te komen?" We hebben dat in de loop van de tijd verschillende keren gevraagd. Verschillende mensen hebben verschillende antwoorden bedacht. Ik denk dat het antwoord op die vraag is wat ik eerder heb genoemd: Wat we echt willen, is het vermogen ruimtevaart te zijn, te kunnen gaan waar we willen, wanneer we willen, om een ​​verscheidenheid aan verschillende soorten banen te doen.

Voor het grootste deel van de menselijke geschiedenis was de maan grotendeels een mysterie. Het bracht ontzag en angst voort en tot op de dag van vandaag is het de bron van mythe en legende. Maar vandaag weten we veel over onze favoriete natuurlijke satelliet. Doe je?

Dus mijn argument zou zijn dat om dat te doen, je een permanent op de ruimte gebaseerd systeem moet ontwikkelen - een systeem dat robuust genoeg zal zijn om je in staat te stellen een breed scala aan verschillende dingen te doen, maar je ook in staat kunt stellen om ze herhaaldelijk te doen. Je wilt geen systeem dat maar één keer werkt en dan gooi je het weg. Dus vanuit dat perspectief, komt de vraag [moeten we naar de maan of naar Mars?] Echt niet boven - omdat, natuurlijk, de maan op het kritieke pad is, want om naar Mars te gaan, jij moet je een systeem maken waarmee je herhaaldelijk naar Mars en elke andere ruimtebestemming kunt gaan en niet slechts één keer.

Het probleem is, als je besluit om van Mars het enige doel te maken, in dezelfde zin dat de maan het enige doel was tijdens de jaren zestig, tijdens het Apollo-programma, wanneer je het risico loopt het Mars-programma het volgende Apollo-programma te maken. Je zult er naartoe gaan, je zal de vlag planten en dan zal niemand 50 jaar teruggaan. Ik denk niet dat [mensen die pleiten voor reizen door Mars] dat willen. Ik wil dat niet. Wat ik wil, is een systeem waarmee je continu naar alle interessante plekken kunt gaan die het zonnestelsel te bieden heeft. En ik denk dat het gebruik van de maan ons dat zal toestaan.

ProfoundSpace.org: Ik hoor veel mensen praten over hoe zij wensen dat NASA kon doen wat het deed tijdens het Apollo-programma, en dat de Verenigde Staten hierop terug zouden moeten komen. Hoor je dat vaak, en denk je dat het een goed idee is om te denken aan nabije ruimtevluchtenplannen als een manier om terug te gaan naar de Apollo-dagen?

Spudis: Ik denk niet dat het een handige manier is om over het probleem na te denken.

Feit is dat Apollo niet over ruimtevaart ging. Het ging helemaal niet om ruimte. Het ging erom de Russen naar de maan te slaan ... Fundamenteel was Apollo een gevecht in de Koude Oorlog. We daagden de Sovjet-Unie uit in een race naar de maan. "We gaan naar de maan en tegen het einde van dit decennium zullen we een man op de maan zetten." Dat is wat Kennedy zei. Welnu, waarom een ​​man op de maan, en waarom een ​​decennium? Welnu, hij daagde duidelijk de Sovjet-Unie uit en zei: "We hebben de technologie en de middelen om dit te doen, en jij niet." Dat was een soort van onuitgesproken uitspraak.

Dus [het was] een gevecht in de Koude Oorlog, en wat gebeurt er als je een gevecht wint? Je blijft het niet bestrijden. Als je een gevecht wint, heb je de overwinning behaald; je doet het niet meer. Dus, in feite bevatte het predicaat, de aanname achter het Apollo-programma, het zaad van zijn eigen ondergang. Want als je eenmaal het doel hebt bereikt, is het niet nodig om het steeds weer opnieuw te bereiken. Dus dat is waarom Apollo eindigde.

En in feite, na Apollo, was het oorspronkelijke plan om de [space] shuttle te bouwen niet als een eind-alles-programma, maar als de eerste stap van een continu uitbreidend proces naar de maan en naar de planeten daarbuiten. Dus het originele "von Braunian" paradigma was: shuttle, ruimtestation, moon sleepboot, Mars missie. Dus je zou stapsgewijs elke stap opbouwen, waardoor je de volgende stap kunt zetten. Dus, ten eerste zou je een shuttle hebben vanuit een lage baan om de aarde naar het ruimtestation in een baan om de aarde. En dan, vanuit het ruimtestation, zou je een maan trekken om je naar een baan in de maan te brengen. Dan zou je een lander hebben om je naar het maanoppervlak te brengen; dan zou je een Mars-ruimteschip gebouwd hebben dat naar elk van de planeten zou gaan. Dus elke stap maakte de volgende stap mogelijk. Het was een incrementeel, stapsgewijs proces.

Dat is een soort sjabloon waarnaar we nu proberen terug te keren. En wat we onlangs hebben ontdekt met verkenning van de maan is dat we kunnen gebruiken wat we op de maan hebben gevonden om daadwerkelijk te helpen dit systeem te voorzien van brandstof.

Dus ik rij niet voor de dagen van de Apollo [missies]. Ik hield van die dagen; Ik heb elke missie op tv gezien. Ik heb zelfs de audio opgenomen, de lucht naar aarde [communicatie]. Ik heb die kleine banden, geloof het of niet! En ik vind het nog steeds leuk om naar ze te luisteren. Ik bedoel, het was een geweldige tijd. Het inspireerde me en het inspireerde veel van mijn collega's op dezelfde manier. Maar tegelijkertijd erken ik dat het een historische anomalie was. En het hoeft ons niet noodzakelijk het pad te geven om een ​​toekomstig ruimteprogramma na te streven.Dus het antwoord is ja, Apollo was geweldig; ja, Apollo was glorieus; nee, het is niet de manier om toekomstige menselijke verkenning te benaderen.

Dit interview is bewerkt en ingekort voor beknoptheid en duidelijkheid. Ga hierheen om een ​​fragment uit het boek van Spudis te lezen.