¿Cuánta energía se necesita para llevar el agua de la luna a la órbita terrestre baja?

Estaba leyendo las preguntas y respuestas sobre el agua como protección contra la radiación. La respuesta principal entró en detalles sobre el costo de extraer agua de la Tierra, que es un costo prohibitivo, pero ¿qué tan factible es obtener agua del lado oscuro de la luna? Hipotéticamente, incluido el costo de la misión para establecer una extracción de agua y despegar del sitio en la Luna, ¿cuál es el costo de equilibrio en comparación con levantarlo directamente desde la Tierra?

Construí biorreactores autoseleccionables para la agricultura y la minería y me puse a pensar en usar los biocicladores de aguas residuales/acuaponia como protección adicional para la tripulación. Tengo una idea de la cantidad de agua necesaria, alrededor de 1 metro en todos los lados de la embarcación para una reducción útil de los rads, que es un gran tanque de combustible de biorreactor/propulsión.

Podría ser más fácil hacer que la tripulación duerma en capullos en cápsulas para dormir biorreactores. Aún así, tienes que llevar mucha agua al espacio para hacerlo, entonces, tal vez la luna. ¿Pensamientos? ¡Gracias!

Aquí hay un pensamiento: no hay agua en la Luna.
Debería ser factible construir un ascensor espacial en la luna. Después de su instalación, el costo de la energía puede ser cercano a cero. Sin embargo, es posible que le resulte difícil encontrar el agua en primer lugar.
Vea un enlace a la evidencia de hielo lunar nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/ice/ice_moon.html y sciencemag.org/news/2016/03/… pero debe mencionarse que el "lado oscuro" de la luna recibe luz, sin embargo, está de espaldas a la tierra.
¿Por qué quieres llevar el agua a LEO? A menos que se quede en LEO, sería más eficiente mover lo que esté en LEO a la órbita lunar.
El costo de llevar agua de la luna a LEO consiste principalmente en construir una instalación en la luna para extraer agua si existe en grandes cantidades y tener un sistema de lanzamiento en la luna que pueda entregar la carga útil. Esta parte del problema es mucho más costosa a corto plazo que simplemente enviar agua desde la Tierra.
Debe considerar que no es solo el costo de la energía, sino la forma en que se puede aplicar la energía. Por ejemplo, para levantar algo desde la superficie de la Tierra hasta la LEO, necesita usar un cohete, por lo que la energía total necesaria se rige por la ecuación del cohete y es MUCHO más que solo la diferencia de energía cinética/potencial. Desde la luna, podría lanzar con un controlador de masa y hacer cambios de órbita con un motor de iones, ambos MUCHO más eficientes.
es posible que desee reducir la cantidad de agua: use el blindaje principal solo en un pequeño refugio para tormentas de radiación. No sé si es suficiente tener el escudo en un solo lado, dado un sofisticado sistema automático de control de actitud.
"En marzo de 2010, se informó que el Mini-SAR a bordo de Chandrayaan-1 había descubierto más de 40 cráteres permanentemente oscurecidos cerca del polo norte de la Luna que, según la hipótesis, contienen aproximadamente 600 millones de toneladas métricas (1,3 billones de libras) de agua. hielo.[12][13]" Así que parece haber agua útil en la luna. Y gracias por todos los comentarios y aclaraciones!

Respuestas (2)

Es muy difícil darte un valor exacto o incluso aproximado, ya que hay muchas variables.

¿Qué tecnología de propulsión de cohetes se utilizará? ¿Cuánta agua se necesita? Esto afectará el tipo de equipo necesario para extraerlo. La extracción de 10 metros cúbicos necesitaría una infraestructura diferente a la extracción de 1 millón de metros cúbicos. ¿Qué tan rápido se necesita recolectar el agua? ¿De dónde vendrán los materiales para el blindaje de frenado aerodinámico? ¿Cuánta masa requerirán por tonelada de hielo devuelta? ¿Serán reutilizables? ¿Están incluidos los costes de desarrollo de todo el hardware?

Los únicos lugares en la luna que tienen agua fácilmente accesible son los cráteres profundos en los polos. Afortunadamente, se requiere poca energía adicional para transferir desde la órbita polar lunar en comparación con el retorno desde la órbita ecuatorial.

El elemento clave es la cantidad de cambio de velocidad que requiere el llamado delta V. Los cambios delta V requeridos se pueden encontrar aquí :

9,3-10 km/s tierra a LEO 2,2 km/s luna a órbita lunar con frenado aerodinámico regreso a la tierra

Por lo tanto, es mucho más eficiente traer hielo de la Luna que obtenerlo de la Tierra si existe la infraestructura para hacerlo .

Como una estimación muy aproximada del orden de magnitud, sugiero que el punto de equilibrio estaría en el rango de muchos cientos de toneladas, unos pocos miles de toneladas.

$2000/kg por Falcon 9 = 200 millones de dólares/cien toneladas en Leo desde la tierra.

¿Se puede desarrollar y poner en marcha la infraestructura lunar por menos de 200 millones de dólares? sospecho que no

¿Podría por $ 2 mil millones - tal vez.

https://www.reddit.com/r/space/comments/62n47j/cost_per_kg_leo_for_human_spaceflight/

La parte inferior de la respuesta es bastante difícil de leer.
Sí, no estoy seguro de lo que sucedió allí, se ve bien en la edición. No estoy seguro de dónde vienen las diferentes fuentes...
@OlegLobachev lo arregló: no le gustan los símbolos de 2 $ en la misma línea
Gracias por la comparación de costos de elevación. Chico, ese cohete de halcón es dulce. Mirando a largo plazo, necesitaremos una base en la luna como trampolín hacia otros destinos. También podría establecer los medios para extraer recursos allí y transportarlos a la órbita como una estación de paso. 2 mil millones para una colonia lunar suena como algo presupuestario, no insuperable. Una vez en su lugar, el retorno de la inversión es equivalente a diez elevaciones de agua desde la Tierra, suponiendo buenos números.

Una mejor apuesta sería atrapar un cometa helado cuando pasa, usar un tractor de gravedad o una vela solar para redirigirlo y reducir la velocidad. Hay más agua en Marte, pero tiene un pozo de gravedad más empinado. Siempre está el viejo elemento básico de SF de la minería de asteroides (¡Recuerda The Cant!).

Es posible que no proporcione los puntos de la trama que está buscando, pero la espuma metálica podría ser la solución eficiente en términos de energía/recursos gastados en general. Supongo que podría convertirlo en un punto de la trama de que el mejor aislamiento de metal de espuma solo se puede hacer en condiciones (casi) de ingravidez.

Más lejos, diablos, sí, tomemos algunos cometas. Estaba buscando la hipotética fuente de agua "fácil" más cercana y una excusa para volver a la luna y quedarme esta vez.
Bueno, esa no estaba entre las preguntas que hiciste, ¿verdad? Si estás buscando razones para quedarte en la luna, hay varias menos dos en mi cabeza... 1) Base militar. Eres dueño de la luna, entonces eres dueño de la Tierra. Estar en la luna es como estar en la cima de una colina empinada, los terrícolas tienen que subir "la colina" (su pozo de gravedad) para llegar a ti, pero para defenderte o atacar la Tierra, todo lo que tienes que hacer es tirar piedras. la colina. Hay muchas rocas en la luna. 2) Minería de helio-3, búscala en Google
¿Cuánta energía se necesita para llevar el agua de la luna a la órbita terrestre baja?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v