A SpaceX már ipari központként tekint égi kísérőnkre
A Hold meghódításának következő szakasza a SpaceX elképzelése szerint már nem csak arról szólna, hogy embereket juttatunk a felszínre, felállítunk néhány kutatóállomást, majd rendszeresen utánpótlást küldünk nekik a Földről. Elon Musk szerint hosszabb távon gyárakat kell építeni a Holdon, amelyek helyi nyersanyagok felhasználásával egyre nagyobb mennyiségű berendezést lennének képesek előállítani.
Musk a SpaceX augusztus 4-i negyedéves eredménybeszámolóján beszélt ismét részletesebben erről az elképzelésről. A terveket korábban már felvázolták, most azonban egyértelművé tette, hogy a vállalat tényleges hosszú távú célként kezeli a Hold iparosítását. A SpaceX szerint a Starship nagy mennyiségű rakományt szállíthatna a Hold felszínére, a kezdeti infrastruktúra kiépítésében pedig robotok végeznék a munka jelentős részét.
A kulcs természetesen a Starship. Egy teljes ;s komplex holdi ipari rendszer felépítésének egyik legnagyobb akadálya jelenleg az, hogy minden kilogramm gépet, szerkezeti elemet, vezetéket, napelemet, számítógépet és tartalék alkatrészt a Föld gravitációs teréből kell elindítani. A SpaceX terve ezért két egymást követő lépésre épül: először a Starship segítségével hatalmas mennyiségű infrastruktúrát kell a Holdra szállítani, később pedig egyre több dolgot helyben kell előállítani.
Ehhez jön az ISRU, vagyis az in-situ resource utilization: a helyben rendelkezésre álló erőforrások felhasználása. A holdi regolit többek között oxigént, szilíciumot, alumíniumot, vasat, titánt és más hasznos elemeket tartalmaz. Ezek azonban nem várnak kész fémtömbök formájában a felszínen. A regolitot ki kell termelni, szét kell válogatni, fel kell dolgozni, az anyagokat kémiai vagy elektrokémiai módszerekkel ki kell nyerni, majd megfelelő tisztaságú alapanyagokká kell alakítani. Vagyis a „holdi gyár” előtt valójában egy teljes bányászati és feldolgozóipari láncot kellene létrehozni.
A SpaceX egyik legérdekesebb célja az lenne, hogy a Holdon AI-számítási feladatokra szolgáló műholdakat gyártsanak. A vállalat hivatalos dokumentumaiban is szerepel a holdi gyártás lehetősége, valamint az az elképzelés, hogy a helyi nyersanyagokra támaszkodó üzemek később akár milliós nagyságrendben készíthetnének számítási kapacitást biztosító műholdakat.
Ez elsődlegesen a műholdak tömegigényes részeinél lehet érdekes. Egy fejlett processzort vagy memóriachipet rendkívül nehéz lenne a Holdon előállítani, mert ehhez elképesztően összetett félvezetőipari infrastruktúra szükséges. Sokkal reálisabb lehetne, hogy a nagy tömegű szerkezeti elemeket, tartókat, árnyékolást, napelemek bizonyos részeit, hűtőrendszereket és egyszerűbb alkatrészeket készítsék helyben, miközben a legösszetettebb elektronikát továbbra is a Földről szállítanák. Ez önmagában is óriási változást jelentene. Ha egy űreszköz tömegének jelentős részét már nem kellene a Föld felszínéről felvinni, az egész űripar gazdasági egyenlete megváltozhatna.
És itt jön a SpaceX tervének talán legvadabb része. Holdon elkészített műholdakat Musk elképzelése szerint nem feltétlenül rakétákkal indítanák. A vállalat egy elektromágneses tömeggyorsító, angolul mass driver használatát képzeli el. Ez lényegében egy hosszú lineáris elektromotor vagy sínágyú lenne, amely elektromágneses mezőkkel gyorsítaná fel a rakományt. A SpaceX saját dokumentumaiban is szerepel egy holdi tömeggyorsító lehetősége a nagy mennyiségben gyártott műholdak indítására.
A Hold erre különösen alkalmas hely. A felszíni gravitáció mindössze körülbelül a földi érték egyhatoda, a szökési sebesség pedig nagyjából 2,38 km/s, szemben a Föld körülbelül 11,2 km/s-os értékével. Ráadásul nincs sűrű légkör, amelyben egy nagy sebességre gyorsított rakomány pillanatok alatt felhevülne vagy szétszakadna. Egy megfelelően hosszú elektromágneses gyorsító ezért elméletileg képes lehet rakéta és rakéta-hajtóanyag nélkül nagy sebességre gyorsítani bizonyos rakományokat.
Ez azonban komoly mérnöki problémákat vet fel. Ha például 2,5 km/s sebességre akarunk felgyorsítani egy rakományt, a gyorsítópálya hosszát az határozza meg, mekkora gyorsulást visel el az űreszköz. Nagyon nagy gyorsulással a rendszer rövidebb lehetne, de egy érzékeny műhold elektronikája, napelemei és szerkezete ezt nem feltétlenül élné túl. Kisebb gyorsulás esetén viszont több kilométeres pályára lehet szükség. Ehhez hatalmas mennyiségű elektromos energia, energiatárolás, precíz vezérlés és rendkívül nagy teljesítményű elektromágneses rendszer kellene. A Holdon bőséges napenergia áll rendelkezésre, és megfelelő energiatárolással elméletileg lassan fel lehetne tölteni egy rendszert, amely aztán rövid idő alatt adná át az energiát az induló rakománynak.
A holdi ipar másik nagy előnye a gravitáció. A Földön az űripar egyik alapvető problémája, hogy szinte minden hardvert egy „gravitációs kút” aljáról kell feljuttatnunk. A Hold ezzel szemben sokkal sekélyebb gravitációs kútban helyezkedik el. Ha egyszer létrejöhetne ott egy jelentős ipari kapacitás, bizonyos nagy tömegű szerkezeteket energetikailag sokkal kedvezőbb lenne a Holdról elindítani. Ehhez viszont előbb magát az ipart kell odavinni.
Robotikus kotrógépek, bányászati berendezések, kohászati rendszerek, kemencék, napelemparkok, energiatárolók, kommunikációs hálózatok, hűtőrendszerek, műhelyek és gyártósorok kellenének. A gépeknek a rendkívül finom és elektrosztatikusan feltöltődő holdporban kellene működniük, miközben a felszínen nagy hőmérséklet-ingadozások és erős sugárzás éri őket. A legtöbb helyen a körülbelül két földi hétig tartó nappalt hasonlóan hosszú holdi éjszaka követi, ezért az energiaellátás sem oldható meg egyszerűen néhány napelemmel. A pólusvidék ebből a szempontból különösen értékes lehet. Bizonyos magasabban fekvő területeken hosszú ideig rendelkezésre állhat napfény, miközben a tartósan árnyékos kráterekben vízjég található. A víz emberi fogyasztásra és ipari folyamatokra is használható, elektrolízissel pedig hidrogénre és oxigénre bontható. Az oxigén életfenntartásra és rakétahajtóanyag oxidálószereként is értékes.
Mindez azonban csak egy igen merész terv és technológiai cél. A Starshipnek előbb bizonyítania kell a nagy tömegű holdi teherszállítást, az űrbeli kriogén hajtóanyag-átfejtést, a holdi leszállást és a rendszeres újrafelhasználást. Ezután következhetne a bányászat, az anyagfeldolgozás és végül az ipari méretű gyártás.
Musk mindenesetre egyértelműen fogalmazott: a robotokkal végzett holdi gyártás ma még sci-finek hangozhat, de szerinte „meg fog történni”. Éltek már vizionárius képességekkel rendelkező emberek a Földön korábban is, számos meredek tervük mára már valóság, így nem vethetjük el ezt sem.
Forrás: Space.com – SpaceX serious about building factories on the Moon
