Науката трябва да поеме водеща роля в изследването на космоса в бъдеще

Според ISNA, Последните две години станаха свидетели на поредица от етапи в изследването на Луната. През февруари 2024 г. търговски спускаем апарат, построен от Intuitive Machines в Хюстън, Тексас, направи това, което само суперсили бяха постигнали преди: кацане на повърхността на Луната и доставяше научни товари на НАСА. Четири месеца по-късно китайският “Changei-6” върна първите проби от скритата половина на Луната на Земята; където Китай планира да построи радиообсерватория в сътрудничество с африканските страни.

Според Nature следващите няколко години могат да бъдат също толкова важни. В Съединените щати президентът Доналд Тръмп предложи 7 милиарда долара за изследване на Луната до 2026 г. Приоритетите на неговата администрация за 2027 г. отиват по-далеч, като призовават за инвестиции, които „разгръщат нови способности за мисии, позволяват открития и реализират цели за изследване, включително ядрена енергия, използване на местни ресурси и космически биотехнологии“.

Сега е започнала нова ера за изследване на космоса; Епоха, движена от комбинация от геополитика, потенциална търговия и научни открития. Човешкото заселване на Луната, Марс и отвъд тях вече не е само мечта: то оформя стратегии, пазари и мисии днес.

Споразуменията Artemis, съвместен набор от принципи за подобряване на управлението на гражданското изследване и използване на космическото пространство, бяха подписани от 59 държави към октомври тази година. Науката обаче изостава. Гарантирането, че космическите амбиции продължават да се ръководят от науката, е от съществено значение, така че изследването да доведе до знания и иновации.

По-долу ще видим аргумента, че научните изследвания трябва да ръководят следващата вълна на изследване на космоса; И са представени пет приоритета за действие. Това, което ще се случи през следващите няколко години, ще определи нашето бъдеще.

Включете науката в партньорства

В космоса науката е компасът, който гарантира, че изследването се превръща в устойчива ценност. Първата стъпка е да се формират партньорства между академичните среди, правителството, индустрията и благотворителните организации, като се фокусира върху изследването на космоса. Приноси, които се ръководят от науката. Тези партньорства могат да бъдат съсредоточени около обща цел: мисии, които едновременно генерират знания и напредват в научния и технологичен прогрес, от който всички ще се възползват. Рекордът показва, че когато науката води, възвръщаемостта се умножава: иновациите процъфтяват; Икономиките растат, националните стратегии и международните партньорства стават по-силни и движат технологичния прогрес. Например Skylab, първата американска космическа станция, разработи слънчева енергия за човешки космически полет. Космическият телескоп Хъбъл се състои от модулни части, които могат да бъдат заменени или надградени, демонстрирайки как модулният хардуер позволява поддръжка в космоса. „Международната космическа станция“ е съвместно усилие между държави като Съединените щати и Русия, което показва колко ценно е научното сътрудничество за дипломацията.

Много национални космически агенции и все повече частни участници в сътрудничество с тях планират да установят постоянно човешко присъствие на Луната и да определят курс към Марс. Тази епоха „от Луната до Марс“ трябва да следва традицията на научната дипломация от миналото. Трябва също така да гарантира, че научната ефективност е основен принцип на проектиране: тоест от самото начало мисиите, полезните товари и инфраструктурата са оформени от науката, вместо науката да бъде добавена стъпка в края.

Ако учените се включат отрано с ясни приоритети и инструменти, готови за мисии, индустрията може да ги интегрира, правителствата могат да съгласуват политиката, а благотворителните организации могат да запълнят пропуските във финансирането.

Например инициативата CLPS на НАСА, система за доставяне на научни и технологични товари до Луната, илюстрира този нов модел. Но търговското време и структурата на неговите договори често определят технически параметри, преди научните групи да могат да повлияят на ключови елементи като достъп до места за кацане, контрол на замърсяването и стандарти за свързаност. Ако тази програма и подобни усилия, като спускаемия модул на Европейската космическа агенция или мисиите на Чандраян на Индия, трябва да реализират своя потенциал, научното ръководство трябва да влезе в процеса на вземане на решения по-рано: тоест да участва в оформянето на избора на място за кацане, методите за контрол на замърсяването и политиките за данни, преди да бъдат подписани договорите.

Филантропските институции могат да помогнат, като финансират високорискови и високодоходни проекти, подкрепят предизвикателства с отворени данни и създават програми за стипендии, които свързват учени с търговски пратки.

Промишлеността също има ползи. Когато научните нужди оформят стандарти, като например намаляване на емисиите на отработени газове от двигателя за предотвратяване на замърсяване на пробите или минимизиране на електронния шум, за да се даде възможност за радионаблюдение, получените системи стават по-здрави, адаптивни и годни за износ. Първите компании, които се съобразят с такива стандарти, ще оформят глобалната верига на доставки за космическо развитие.

Когато научните изисквания оформят инфраструктурите, тяхната надеждност и оперативност се подобряват. Мрежа за кацане или релейна мрежа, изградена с научни допуски, ще работи по-добре от тази, оптимизирана само за цена или скорост. Следователно науката не е ограничение; Това е конкурентно предимство.

Създаването на политика може да стабилизира тези стимули. За публично финансирани лунни и марсиански мисии космическите агенции трябва да заделят дял от капацитета на полезен товар, да речем 20 процента или повече, за конкурентни научни проекти и да изискват данните да бъдат публикувани не по-късно от 6 месеца след кацането. Те също така трябва да обвържат наградите с критерии за „научна готовност“, като нисък радиошум, а не само доставка на товари. На международно ниво трябва да се създадат рамки като Споразуменията Артемида за координиране на стандартите за емисии, ориентацията на сателитите за предаване и правилата за защита на обекта.

Знайте значението на луната

Луната е не само платформа за пътуване до Марс и отвъд него, но и дестинация, която е особено подходяща за научни изследвания. За разлика от Земята, Луната няма атмосфера, течна вода или тектоника на плочите, които да заличат нейната история. Повърхността му е естествен архив от около 4,5 милиарда години еволюция на слънчевата система: от формирането на планетата и бомбардирането на метеорити до слънчевите и космическите лъчи, запазени в лунната почва или пясък.

Полярните кратери може да съдържат воден лед и органични съединения, оставени от древни комети. Такива доказателства могат да покажат откъде идват летливите съединения на Земята, като водата; Обичайни ли са били предшествениците на живота и как са се формирали обитаемите среди?
Обратната страна на Луната е единствената точка във вътрешната слънчева система, която е постоянно защитена от радиосигналите на Земята, което я прави уникално място за изучаване на далечната вселена и търсене на извънземен живот.

Повърхността на Луната може да бъде домакин на обсерватории, които не са възможни никъде другаде.

Тези възможности обаче са уязвими. Отработените газове от ракети, прахът и сондажите могат да замърсят девствените резерви на лунните полюси. Комуникационните спътници в лунна орбита могат да унищожат полускритата радиомълчание. Ако учените просто чакат реда си, тези критични обекти ще бъдат унищожени завинаги.

Освен това, това, което сега е построено на Луната, ще определи какво ще бъде построено другаде в космоса. Изборите относно телекомуникациите, енергетиката и транспортната инфраструктура ще определят какви научни изследвания и мисии ще бъдат възможни на повърхността на Луната и извън нея, до Марс и далечни орбитални платформи.

Прозорецът за действие е сега: хардуерът се управлява, местата се избират и нормите се установяват в договори и операции. Учените трябва да изучават интензивно Луната през следващите няколко години, преди да е станало твърде късно.

Пренасяне на пратки, които са готови сега

Въпреки нарастващите инвестиции в изследването на космоса, много изследователски възможности остават неизползвани, защото инструментите са заседнали в стари бюрократични цикли. Бюджетът на НАСА за наука се очаква да спадне рязко през 2026 г. и 2027 г., тъй като федералните ресурси се пренасочват към човешки изследвания. Много научни мисии отнемат време и може да отнеме десетилетия, за да стартират, далеч от скоростта и трансформацията на търговския сектор.

Решението е просто. Пуснете пионерски научни полезни товари сега. Итерирайте бързо, научете бързо и мащабирайте това, което работи. Комуникирайте възможностите за доставка на товари по текущ график в координация с потвърдените прозорци за полети, така че учените да могат да планират и прилагат по предвидим график.

Готовите търговски компоненти позволяват изграждането и стартирането на практически изследователски мисии бързо и на малка част от цената на персонализираните прототипи.

Предизвикателството е координацията. Правителствата трябва да дадат приоритет на готовите за полет доставки чрез ускоряване на каналите за финансиране и процесите на проверка. Годишен бюджет от най-малко 1 милиард долара в САЩ ще бъде в крак с текущите международни комерсиални стартирания.

Изграждане на инфраструктура според научните нужди

В космоса инфраструктурата е политика. Изборът къде и как да се строи не само определя каква наука е възможна, но и кой има достъп до нея.

Електрическата енергия е ярък пример. Съединените щати изразиха интерес към разполагането на 100-киловатов ядрен реактор на Луната до 2030 г., демонстрация, която може да насочи подобни системи за селища на Марс и бъдещи мисии. Енергийните системи, които могат да издържат на дълги нощи и затъмнения, ще трансформират капацитета на обсерваториите, лабораториите и връзките за данни на Луната, Марс и извън тях.

Но дали тази енергия допринася за науката зависи от настоящите решения. Как се разпределя мощността между местообитанията и научните инструменти, дали интерфейсите и конекторите са стандартизирани и как се приоритизира времето и поддръжката на екипажа. Без научен принос получената инфраструктура е оптимизирана само за оцеляване, а не за научни открития.

Телекомуникациите също крият подобни рискове. Комуникационната архитектура на настоящите лунни мисии разчита на ограничени мрежи от релейни сателити и повърхностни предаватели, които увеличават риска от прекъсване на сигнала, смущения и пропуски в покритието, особено за полуорбитални мисии, които нямат пряка видимост към Земята. Следователно управлението на спектъра трябва да се разглежда като общ научен актив.

Решенията за излитане и избор на място за кацане също имат дългосрочни последици. Настоящите лунни програми се фокусират главно върху логистиката и извличането на ресурси, но изследването на сенчестите кратери и полярните региони са най-ценните научни обекти, изискващи множество роботи и стандартизиран достъп. Привидно малък избор може да доведе до пропуснати научни възможности. Удобна зона за кацане може да заема ръба на сенчестия отвор; Складът от роботи може да бъде поставен върху богати земи; Или селището може да попречи на инсталирането на сеизмометри или изследването на пясъците.

Защита на научното ръководство

Науката не е единственият резултат от изследването. Това е стратегически актив. мека сила, която привлича партньори; Създател на коалиция, който изгражда мостове и е основата за основани на доказателства, легитимни решения, които са трайни. Следователно защитата на науката означава да определим каква космическа цивилизация искаме да изградим.

Луната е последната арена след области като откритите морета, дълбокия океан и ниската земна орбита, които някога са били управлявани от научни норми и сега са изправени пред политизация, милитаризация и комерсиализация. Геополитическата конкуренция е интензивна. Договорът за космоса от 1967 г. забранява суверенитета, но оставя вратички за оперативния контрол, позволявайки на „първата пристигнала група“ да доминира в ценени региони като Южния полюс на Луната.

Лидерството изисква активно присъствие. През последните две години Китай постигна напредък спрямо Америка, Япония и Европа и оформя научни норми. Пробите и анализите от мисията Chang’e-6 прецизираха времето на лунните басейни и предоставиха данни за лунните вулкани. Скоро Chang’e-7 ще изследва полярни съединения, а Chang’e-8 ще извършва астрономия в рамките на Китайската международна лунна изследователска станция. Това не е просто научно състезание, а стратегическа геополитическа позиция.

Междувременно няколко технологично готови американски и европейски научни доставки бяха отложени поради промяна на приоритетите. Други партньори се движат бързо, но координацията е неравномерна и понякога процесите на преглед и одобрение не са оптимални бизнес опции. Ако Америка и Европа искат да оформят бъдещето на лунната наука и по-широкото изследване на космоса, те трябва да кацат, да изследват и да споделят данни сега.

Някои твърдят, че геополитиката ще доминира как хората работят в космоса, независимо дали ни харесва или не. Но точно защото Луната сега е сцена на конкуренция, науката е най-ефективният инструмент на меката сила. Лидерството на знанието привлича партньори, изгражда легитимност и укрепва съюзите.

Начинът, по който изследваме Луната, Марс и отвъд тях, ще определи как хората гледат на всяка друга граница, като дълбокия космос и дори най-уязвимите региони на Земята. Въпросът не е дали ще се върнем на Луната или не; По-скоро това е каква цивилизация искаме да изградим, когато се върнем на Луната.

край на съобщението