Det er året 3000. Efter at have opbrugt alle Jordens naturlige ressourcer er mennesker blevet et rumfarende race og etableret kolonier på månen. Store, forseglede kupler klynger sig over dens overflade og huser byer befolket af hundretusinder af mennesker. Denne kolde, grå klippe er på en eller anden måde blevet menneskehedens nye hjem.
Naturligvis er dette ren science fiction. Men ingen fremtidssyn er komplet uden en udenjordisk koloni af mennesker, og da månen er det nærmeste himmellegeme til vores planet, er det den nemmeste at forestille sig som vores futuristiske hjem.
Men er denne vision på linje med virkeligheden? Vil månen en dag være en varm egenskab, og i bekræftende fald, hvor mange mennesker kunne dets uvelkomne landskab realistisk støtte?
En måde at besvare dette spørgsmål på, forenklet, er at overveje månens område. Månens overfladeareal er ca. 15,9% af Jordens samlede landareal (ekskl. Jordens areal, der er dækket af oceaner). Teknisk set, hvis vi pakket dette område til tætheden af Jordens mest folkerige byer, ville vi være i stand til at passe billioner på månens overflade.
Men hvor mange mennesker der kunne passe på månens overflade er et meget andet spørgsmål end hvor mange mennesker den verden kunne støtte bæredygtigt. Og i den forbindelse er månen bestemt Jordens fattigere fætter.
"Det er et temmelig golde sted," sagde Darby Dyar, en seniorforsker ved Planetary Science Institute i Arizona og en professor i astronomi ved Mount Holyoke College i Massachusetts. "Hver art søger at udvide sin økologiske niche. Men den nye 'niche', som er månen, er meget uvurderlig for mennesker," fortalte Dyar til Live Science.
Luft til indånding
I modsætning til på Jorden, regner vand ikke frit ned på månens overflade og samles ind i kroppe, vi kunne drikke fra. Af afgørende betydning mangler månen også en atmosfære med åndbar luft. Jordens naturlige satellit har heller ikke eksisterende økosystemer, der let kunne understøtte landbrugsområder. Månen er også sårbar overfor solstorme, udbrud fra soloverfladen, der udsender elektromagnetisk stråling, som månen - uden beskyttelse af et magnetfelt - ikke kan afbøje. Der er også ekstreme temperaturer og lange skiftende perioder med mørke og lys, sagde Dyar.
Alt dette kan få livet på månen til at virke umuligt. Ikke desto mindre overraskende er det ikke. Faktisk er det essentielle for den menneskelige eksistens - luft, vand, mad og husly - teoretisk set ikke så uopnåeligt på månen, som man kunne forvente.
Tag luft. For at støtte en startpopulation på et par hundrede mennesker på månen, skulle vi starte med at transportere luft til månens overflade og pumpe det ind i forseglede strukturer, hvor mennesker ville bo. Det forekommer uholdbart, men på kort sigt ville det faktisk være ret omkostningseffektivt, sagde Markus Landgraf, måneprojektlederen hos Det Europæiske Rumorganisation. "Folk bruger ikke meget luft, og i lang tid behøver vi ikke at skabe luften på månen. Vi kan bringe den ind," sagde han. "Transportomkostninger til det er stadig håndterbare."
Hvis denne befolkning voksede til titusinder, er vi nødt til at syntetisere ilt på månen, en dyr proces. Men Landgraf sagde, at væksten i rumforskning i de kommende årtier kunne gøre processen mere økonomisk.
Det skyldes, at fremdrift af rumfartøjer kræver ilt, så hvis efterspørgslen stiger, "er det mere økonomisk fornuftigt at bygge iltgeneratorer på månen til raketdrivmiddel i stedet for at drikke vand og luft til folk," sagde Landgraf. Dette ville nedbringe produktionsomkostningerne, hvilket gør det billigere at producere luft til månebeboere.
Vand, vand overalt
Hvad med vand? Indtil for et par årtier siden mente forskere, at månen var helt tør. Men nu ved de, at der er en overraskende mængde væske spredt ud over månens overflade.
"Vi tror, at der er vand tilbage fra, da månen dannede sig. Og vi ved, at kometer, der dybest set er beskidte snebolde, med jævne mellemrum påvirker månens overflade," sagde Dyar. "Der er gode beviser for, at de, hvor kometer påvirkede overfladen, stadig har ismagasiner i dem."
En anden vandkilde, sagde hun, kommer i solvindene, der brøler over rummet; ladet med protoner kolliderer disse med elektroner på månen og danner brint.
Alt dette tilføjer en anstændig mængde månevand, måske nok til at støtte en betydelig befolkning. Og vi har allerede udviklet teknologier på International Space Station til at genanvende drikkevand fra astronautens brusevand, urin og sved. Dette kan endda bruge fugtigheden fra deres åndedrag. På månen kunne denne teknologi skabe en lukket sløjfe vandkilde for indbyggere.
Men selv med genanvendelse, sagde Dyar, ville disse vandreserver ikke være uendelige; Genanvendelse af vand igen og igen kommer med et vist tab, så reserverne bliver nødt til at blive fyldt op en gang imellem. Desuden ville ekstraktion af månens vand ved at knuse månebjælker og udgravning af is fra dybe kratre kræve enorme, dyre mængder energi, påpegede Dyar.
"Min personlige følelse er, at månens kolonisering vil afhænge af, at vi bringer brint der," sagde hun. Det ville også være dyrt at transportere: omkring $ 220.000 pr. Kg, sagde Landgraf.
Uden at vide, hvor meget vand der i øjeblikket er på månens overflade, er det også vanskeligt at estimere, hvor mange mennesker den kunne støtte. Men vi ved i det mindste, at det muligvis er nok til at give en relativt bæredygtig vandkilde. Under alle omstændigheder vurderede Landgraf, at månepionerer ikke behøver at trykke på månens vandressourcer i mindst de første fem til 10 år med bosættelse; det vil være billigt nok til at transportere vand der oppe og genanvende det for de dusin mennesker, der først er sandsynligt at kalde månen deres hjem.
Med hensyn til månelandbrug kunne vi efterligne Jordens vækstbetingelser med "næsten-økosystemlignende lukkede kupler," sagde Landgraf. Oprettet af lange solskin og brusede med genanvendt vand, kunne månens landbrug muligvis skaleres op til fodring af tusinder. Der er allerede masser af undersøgelser, der tyder på, at dyrkning af afgrøder i rummet vil fungere.
Flyv mig til månen
Der er stadig flere ukendte, hvordan vi gør alt dette i praksis. Men teoretisk set kunne naturressourcer understøtte titusinder, endda millioner af mennesker på månen. Så hvorfor er der ikke allerede hundreder af os deroppe og kigger ned på Jorden?
Fordi de største begrænsninger for at kolonisere månen ikke nødvendigvis er grænser for naturressourcer, sagde Landgraf, men de enorme omkostninger ved at transportere folk derop med rumfartøjer. At gøre det mere økonomisk ville kræve dristige teknologiske spring - ligesom opfindelsen af rum elevatorer. Hvis vi havde dem, "så taler vi om titusinder af mennesker på månen," sagde Landgraf. "Så virkelig er vand ikke begrænsningen her. Det er transport."
Der er en anden advarsel, og det er her vi vender skarpt tilbage til virkeligheden: I øjeblikket er kolonisering af månen faktisk ikke målet. Javisst, vi kunne se månen som en slags Noas ark i tilfælde af en jordisk apokalypse. Men i øjeblikket ser internationale rumfartsselskaber månen ikke som en forpost fra katastrofe, men som et forskningsnav - og et potentielt grundlag for at udforske resten af vores solsystem.
Med den tilgang sagde Langraf, at vi kunne søge Antarktis efter ledetråd om menneskelig beboelse. Antarktis er sandsynligvis det mest månelignende levested på Jorden, og det er hjemsted for en svingende sæsonbestand på mellem et og fire tusinde forskere, der kæmper mod fryser, tørre forhold for at udføre deres arbejde. Da forskning i øjeblikket driver planlægning om måneforhold, giver det os en idé om, hvor mange mennesker, der realistisk kan leve på månen i de kommende årtier: et par tusinde ad gangen, snarere end millioner eller milliarder.
Selv denne befolkning vil sandsynligvis tilspisse sig, erstattet af billigere, mere effektive robotter over tid, ifølge Dyar. "Efterhånden som teknologien bliver bedre, er der meget lidt grund til, at du virkelig har brug for at sende et menneske til at udføre videnskabelig forskning," sagde hun.
Det betyder dog ikke, at vores drømme om månens borgerskab er forbi. Der er en anden faktor: menneskehedens uudslettelige drivkraft til at udforske. Det kunne tvinge fremtidige generationer til at kolonisere månen i millioner eller bruge den som en lanceringsplade til andre ekspeditioner i rummet.
"Mennesker er en af de få arter, der altid udforsker, selvom der ikke er behov for det," sagde Landgraf. "været meget succesrig med denne strategi. Ville det være fornuftigt at ændre det? Jeg tror ikke det."
- Disse 6 ulykker næsten afsporede Apollo 11's Mission to the Moon
- Hvad hvis mennesker aldrig landede på månen?
- Hvad er der på den fjerne side af månen?
Redaktørens note: Denne artikel er blevet opdateret for at korrigere en erklæring om månens område sammenlignet med jordens område, som ikke havde specificeret, at det betød det område af Jorden, der ikke er dækket af havene.
