CUM COLONIZĂM LUNA?

Send

Bine ați venit înapoi la seria noastră despre Colonizarea sistemului solar! Astăzi, aruncăm o privire spre cel mai apropiat dintre vecinii cerești de pe Pământ. Așa este, ne uităm la Lună!

Sunt șanse, cu toții am auzit despre asta de mai multe ori în viața noastră și chiar am avut câteva gânduri proprii pe această temă. Dar pentru agențiile spațiale din întreaga lume, pentru futuristi și pentru companiile aerospațiale private, ideea de a coloniza Luna nu este o întrebare despre „dacă”, ci „când” și „cum”. Pentru unii, stabilirea unei prezențe umane permanente pe Lună este o problemă de destin, în timp ce pentru alții, este o problemă de supraviețuire.

Nu este surprinzător, planurile de înființare a unei așezări umane sunt anterioare atât aterizării lunii, cât și a cursei spațiale. În ultimele decenii, multe dintre aceste planuri au fost îndepărtate și actualizate datorită planurilor pentru o eră reînnoită a explorării lunare. Deci, ce ar fi nevoie pentru a stabili o prezență umană permanentă pe Lună, când s-ar putea întâmpla, și suntem în fața acestei provocări?

Chiar înainte de a fi făcute propuneri pentru coloniile lunare, ideea umanității care trăiește pe Lună a fost explorată pe larg în ficțiune, cu exemple care se întorc peste un secol. În plus, au existat speculații considerabile încă de la începutul secolului XX că Luna ar putea fi deja locuită de forme de viață autohtone (la fel ca ceea ce se credea despre Marte).

Exemple în ficțiune:

Între anii 1940 și 1960, autorul de ficțiune Robert A. Heinlein a scris pe larg despre primele călătorii și eventuala colonizare a Lunii. Acestea au inclus mai multe nuvele din anii ’40 care descriu cum ar fi viața în așezările de pe „Luna” (denumirea folosită de Heinlein pentru a descrie o Lună colonizată).

În 1966, Heinlein a lansat romanul câștigător al premiului Hugo, Luna este o amantă aspră, care spune povestea urmașilor unei colonii penale lunare care luptă pentru independența de pe Pământ. Această poveste a primit o aclamare largă pentru modul în care a combinat comentariile politice cu probleme precum explorarea spațiului, sustenabilitatea și inteligența artificială. De asemenea, în această lucrare Heinlein a inventat termenul „TANSTAAFL” - un acronim pentru „Nu există așa ceva ca un prânz gratuit”.

În 1985, Heinlein a lansat Pisica care merge prin ziduri, unde o mare parte din carte are loc pe o lună liberă după ce și-a câștigat lupta pentru independență și include personaje din unele dintre lucrările sale anterioare.

Colonizarea lunară a fost explorată și în ficțiune de regretatul și marele Arthur C. Clarke. Aceasta a inclus povestea scurtă Earthlight (1955), unde o așezare pe Lună se găsește prinsă în mijlocul unui război între Pământ și o alianță între Marte și Venus. Aceasta a fost urmată de O cădere de moale (1961), care prezintă o navă lunară plină de turiști care se scufundă într-o mare de Moondust.

În 1968, Clarke a colaborat cu regizorul Stanley Kubrick pentru a crea filmul de science-fiction 2001: O Odisea spațială, unde o parte a parcelei are loc într-o colonie lunară americană care este pusă în carantină după ce un obiect de origine extraterestră este găsit în apropiere. Clarke a explicat acest lucru în versiunea nouă care a fost lansată în același an. O colonie lunară este, de asemenea, menționată în romanul câștigat al premiului Clarke și Nebula și Hugo Rendez cu Rama (1973).

Fellow marele de știință-ficțiune Ursula K. Le Guin include și o colonie lunară în romanul ei din 1971 Strungul Cerului, care a câștigat premiul Locus pentru cea mai bună romană în 1972 și a fost adaptat de două ori (1980 și 2002). Într-o realitate alternativă, bazele lunare sunt stabilite în 2002 și apoi sunt atacate de o specie extraterestră ostilă din Aldebaran (care într-o altă realitate sunt benigne).

În 1973, regretatul și marele Isaac Asimov a lansat romanul Zeii înșiși, unde a treia secțiune are loc într-o așezare lunară la începutul secolului al 22-lea.Lunaticii (1988) de Kim Stanley Robinson (autorul Marte Roșie trilogie, 2312 și auroră) centrează pe un grup de mineri înrobiți, obligați să lucreze sub suprafața lunară, lansează o rebeliune.

Povestea scurtă din 1995 „Byrd Land Six” de Alastair Reynolds face mențiune despre o colonie de Lună cu o economie centrată în jurul mineritului de heliu-3. În 1998, Ben Bova a lansat moonrise și Moonwar, două romane care s-au centrat pe o bază lunară care este stabilită de o corporație americană și care în cele din urmă se revolte împotriva Pământului. Acestea fac parte din seria sa „Grand Tour” care se ocupă colectiv de colonizarea Sistemului Solar.

În 2017, Andy Weir (autor al Marțianul) eliberată Artemis, un roman stabilit într-un oraș lunar a cărui economie este construită în jurul turismului lunar. O atenție considerabilă este acordată detaliilor vieții de zi cu zi pe Lună, care include descrierile unei centrale nucleare, a unei topitori de aluminiu și a unei instalații de producție de oxigen.

Propuneri:

Cel mai vechi exemplu înregistrat de oameni care trăiesc pe Lună a fost realizat în secolul 17 de către episcopul John Wilkins. În al lui Un discurs despre o lume nouă și o altă planetă (1638), el a prezis că oamenii vor învăța într-o bună zi să stăpânească zborul și să stabilească o colonie lunară. Cu toate acestea, propunerile detaliate și bazate științific nu ar veni până în secolul XX.

În 1901, H.G. Wells a scris Primii Bărbați pe Lună, care spune povestea locuitorilor lunari autohtoni (seleniți) și include elemente ale științei reale. În 1920, Konstantin Tsiolkovsky (salutat de mulți ca fiind „tatăl astronauticii și al rachetelor”) a scris romanul În afara Pământului. Acest roman spune povestea oamenilor care colonizează Sistemul Solar și descrie în detaliu cum ar fi viața în spațiu.

Odată cu începutul cursei spațiale în anii '50, o serie de concepte și designuri au fost sugerate de oamenii de știință, ingineri și arhitecți. În 1954, Arthur C. Clarke a propus crearea unei baze lunare constând din module gonflabile acoperite în praf lunar pentru izolare. Comunicațiile ar fi menținute cu astronauții pe câmp folosind un catarg radio gonflabil.

De-a lungul timpului, s-ar construi o cupolă mai mare, permanentă, care s-a bazat pe un purificator de aer bazat pe alge, un reactor nuclear pentru alimentare și tunuri electromagnetice pentru a lansa marfă și combustibil către navele din spațiu. Clarke va explora această propunere în continuare cu povestea sa din 1955 Earthlight.

În 1959, Armata SUA a lansat un studiu cunoscut ca Proiect Orizont, un plan de a înființa un fort pe Lună până în 1967. Planul a avut în vedere o primă aterizare efectuată de doi „soldați-astronauți” în 1965, urmată de muncitori în construcții și marfă livrată folosind iterații ale Saturn I rachetă la scurt timp după aceea.

În 1959, John S. Rinehart - pe atunci director al Laboratorului de Cercetări Miniere de la Scoala de Mine din Colorado - a sugerat o structură lunară care ar putea „[pluti] într-un ocean de praf”. Acest lucru a fost ca răspuns la teoria de atunci populară potrivit căreia existau oceane de regițit care se aflau la 1,5 km (o milă) adâncime pe Lună.

Acest concept a fost conturat în studiul lui Rinehart, „Criterii de bază pentru construirea lunii”, în document Jurnalul Societății Interplanetare Britanice, unde a descris o „bază plutitoare” formată dintr-un semicilindru cu jumătate de cupolă la ambele capete și un scut micrometeoroid plasat deasupra.

În 1961, același an în care președintele Kennedy anunța Programul Apollo, Forța Aeriană a SUA a publicat un raport secret bazat pe evaluarea anterioară a unei baze militare lunare realizată de armata americană. Cunoscut sub numele de Proiectul Lunex, planul a cerut o aterizare lunară a echipajului care ar duce în cele din urmă la o bază subterană a Forței Aeriene pe Lună până în 1968.

În 1962, John DeNike (managerul de programe pentru programele avansate de la NASA) și Stanley Zahn (directorul tehnic al Studiilor lunare de bază din Divizia spațială a companiei Martin) au publicat un studiu intitulat „Lunar Basing”. Conceptul lor a cerut o bază de sub-suprafață situată la Marea Tranșilității, viitorul loc de aterizare al Apollo 11 misiune.

La fel ca propunerea lui Clarke, această bază se bazează pe reactoarele nucleare pentru energie electrică și un sistem de filtrare a aerului bazat pe alge. Baza ar fi alcătuită din 30 de module de habitat împărțite între șapte zone de locuit, opt zone de operare și 15 zone logistice. baza totală ar măsura 1300 m² (14.000 ft²) ca dimensiune care ar putea găzdui 21 de membri ai echipajului.

În anii 1960, NASA a realizat mai multe studii care pledau pentru crearea de habitate inspirate de arhitectura misiunii Programului Apollo (în special, Saturn V rachetă și derivați ai acestora). Aceste planuri au prevăzut module de stații spațiale care sunt amplasate pe suprafața lunară și folosind proiectele și tehnologia existente pentru a reduce costurile și a asigura fiabilitatea.

În 1963, în perioada a 13-a Procesul colocviului de explorare lunară și planetară, William Sims a realizat un studiu intitulat „Arhitectura bazei lunare”. Proiectarea sa a solicitat construirea unui habitat sub peretele unui crater cu impact, cu un câmp de aterizare în apropiere pentru nave spațiale. Habitatul ar avea trei etaje în suspnivelul er oferind o vedere a suprafeței prin ferestre.

Aceste ferestre ar permite, de asemenea, să intre lumina în habitat și ar fi izolate cu rezervoare de apă pentru protecția împotriva radiațiilor. Puterea trebuia asigurată de reactoarele nucleare, în timp ce secțiuni din habitat ar fi dedicate furnizării de spații de birouri, ateliere, laboratoare, zone de locuit și o fermă pentru a produce cât mai mult din hrana echipajului.

Dar poate cel mai influent design al erei Apollo a fost studiul de două volume „Lunar Base Synthesis Study”, finalizat în 1971 de firma aerospațială North American Rockwell. Studiul a produs un design conceptual pentru o serie de baze lunare de suprafață (LSB) care au fost derivate dintr-un studiu înrudit pentru o stație lunară orbitantă.

În ultimii ani, mai multe agenții spațiale au prezentat propuneri de construire a unor colonii pe Lună. În 2006, Japonia a anunțat planurile pentru o bază pe Lună până în 2030. Rusia a făcut o propunere similară în 2007, care va fi construită între 2027-32. În 2007, Jim Burke, de la Universitatea Spațială Internațională din Franța, a propus crearea unei Arce lunare a lui Noe pentru a se asigura că civilizația umană va supraviețui unui eveniment cataclismic.

În august 2014, reprezentanții NASA s-au întâlnit cu liderii industriei pentru a discuta despre modalități rentabile de construire a unei baze lunare în regiunile polare până în 2022. În 2015, NASA a conturat un concept de așezare lunară care se va baza pe lucrătorii robotici (cunoscut sub numele de Trans -Formere) și heliostate pentru a crea o așezare lunară în jurul regiunii polare sudice a Lunii.

În 2016, șeful ESA, Johann-Dietrich Wörner, a propus crearea unui sat internațional pe Lună ca succesor al stației spațiale internaționale. Crearea acestui sat s-ar baza pe aceleași parteneriate între agenții ca ISS, precum și pe parteneriate între guverne și interese private.

Provocări:

Este de la sine înțeles că crearea unei colonii lunare ar fi un angajament masiv în ceea ce privește timpul, resursele și energia. În timp ce dezvoltarea rachetelor reutilizabile și a altor măsuri reduc costurile lansărilor individuale, trimiterea de sarcini utile pe Lună este încă o acțiune foarte scumpă - mai ales acolo unde ar fi solicitate mai multe lansări grele.

Există, de asemenea, problema numeroaselor pericole naturale care provin din viața pe un corp precum Luna. Acestea includ extreme de temperatură, unde latura orientată spre Soare experimentează valori maxime de 117 ° C (242 ° F), în timp ce partea întunecată experimentează valori minime de -43 ° C (-46 ° F). Cea mai mare parte a suprafeței lunare este, de asemenea, expusă impacturilor cauzate de meteoroizi și micrometeoroizi.

Luna are, de asemenea, o atmosferă tenuoasă, este practic vid. Aceasta este o parte din motivul pentru care Luna trece prin asemenea temperaturi extreme și de ce suprafața este marcată de impacturi (adică nu există atmosferă pentru ca meteorii să se ardă). De asemenea, înseamnă că orice așezare va trebui să fie etanșă, sub presiune și izolată împotriva mediului extern.

Lipsa unei atmosfere (precum și o magnetosferă) înseamnă, de asemenea, că suprafața este expusă la radiații mult mai mari decât cele obișnuite aici pe Pământ. Aceasta include radiațiile solare, care se agravează mult în timpul unui eveniment solar și razele cosmice.

Metode posibile:

De la începutul epocii spațiale, au fost făcute propuneri multiple pentru cum și unde s-ar putea construi o colonie lunară. Unde este de o importanță deosebită, deoarece orice așezare va trebui să ofere un grad de protecție împotriva elementelor. După cum spune acest lucru, cele mai importante trei considerații în domeniul imobiliar sunt: „locație, locație și locație”.

Din acest motiv, de-a lungul anilor au fost făcute propuneri multiple pentru construirea de habitate lunare în locații care să permită protecția naturală și / sau reținerea. În prezent, cea mai populară dintre acestea este bazinul Aitken de la Polul Sud, o regiune cu impact masiv în jurul regiunii polare sudice a Lunii, care este puternic craterizată.

Unul dintre principalele atrageri ale acestei regiuni este faptul că este permanent umbră, ceea ce înseamnă că are temperaturi mult mai stabile. În plus, misiuni multiple au confirmat prezența gheții de apă în regiune, care ar putea fi recoltate pentru a face totul din hidrogen (sau Hidrazina) combustibil și gaz de oxigen la apa potabilă și de irigare.

Dincolo de asta, orice încercare de colonizare a Lunii va trebui să utilizeze tehnologii precum fabricarea aditivilor (de asemenea, imprimarea 3D), lucrătorii robotilor și telepresența. De asemenea, baza (sau bazele) va trebui să fie fabricată și furnizată pe cât posibil folosind resurse locale, o metodă cunoscută sub denumirea de utilizare a resurselor in situ (ISRU).

NASA și ESA explorează conceptul de mai mulți ani și ambele au produs propriile lor metode de transformare a regulitului lunar și a altor resurse în materiale utilizabile. De exemplu, din 2013, ESA lucrează cu firma de proiectare arhitecturală Foster + Partners pentru a proiecta Satul Lunar Internațional.

Metoda propusă pentru construirea acestei baze constă în așezarea cadrelor gonflabile pe suprafață, care vor fi apoi acoperite cu o formă de beton obținut din regulit lunar, oxid de magneziu și o sare de legare. NASA a propus o metodă similară care solicită lucrătorilor robotici care folosesc regulit „sinterizat” la bazele de imprimare 3D. Aceasta constă în topirea regulitului prin bombardarea lui cu microunde, apoi printarea acestuia sub formă de ceramică topită.

Alte idei implică construirea habitatelor în sol și un nivel superior care să ofere acces la suprafață și să permită lumină naturală. Există chiar și propunerea de construire a așezărilor lunare în tuburi de lavă stabile, ceea ce nu ar facenu oferă decât protecție împotriva vidului de spațiu și a impactului, dar ar putea fi presurizat cu mai multă ușurință.

Există chiar propunerea pentru o bază a solenoidului lunar care să ofere propriile sale protecții de radiații. Acest concept a fost prezentat de inginerul civil Marco Peroni la Forumul și Expoziția spațială și astronautică AIAA 2017 și constă în cupole transparente închise de un cuplu de cabluri de înaltă tensiune. Acest torus ar oferi o ecranare magnetică activă împotriva radiațiilor și ar permite construirea așezărilor oriunde pe suprafață.

Abundența de gheață din jurul regiunilor polare va oferi coloniștilor o sursă constantă de apă pentru băut, irigare și poate fi chiar prelucrată pentru a produce combustibil și oxigen respirabil. Va fi necesar un regim strict de reciclare pentru a se asigura că deșeurile sunt menținute la minimum, iar toaletele de compost vor fi utilizate cel mai probabil în loc de toaletele de spălare.

Aceste toalete de compost ar putea fi combinate cu regulit lunar pentru a crea sol în creștere, care ar putea fi apoi irigat folosind apă recoltată local. Acest lucru ar fi esențial, având în vedere modul în care coloniștii lunari ar trebui să își dezvolte o mare parte din alimente proprii pentru a reduce numărul de expedieri care ar trebui trimise de pe Pământ în mod regulat.

Apa lunară ar putea fi folosită și ca sursă de energie dacă coloniile sunt echipate cu baterii de electroliză (unde moleculele de apă sunt împărțite în hidrogen și oxigen și hidrogenul este ars). Alte surse de energie ar putea include tablouri solare, care ar putea fi construite în jurul jantelor craterelor și să canalizeze puterea către așezările din interiorul acestora.

Energia solară bazată în spațiu ar putea, de asemenea, să furnizeze energie abundentă așezărilor din tot peisajul lunar. Reactoarele nucleare sunt o altă opțiune, la fel ca reactoarele de fuziune (tokamak). Această din urmă opțiune este deosebit de atractivă, dat fiind faptul că Helium-3 (o sursă de putere pentru reactoarele de fuziune) este mai abundent pe suprafața lunară decât pe Pământ.

Beneficii potențiale:

Pentru a fi corect, stabilirea unei colonii pe oricare dintre corpurile cerești din Sistemul nostru solar are unele beneficii potențiale serioase. Dar a avea o colonie pe cel mai apropiat corp ceresc de Pământ ar fi deosebit de benefic. Nu numai că am fi capabili să efectuăm cercetări, să extragem resurse și să obținem beneficiile noilor tehnologii, având o bază pe Lună ar facilita misiunile și eforturile de colonizare către alte planete și luni.

Cu alte cuvinte, o colonie pe Lună ar putea acționa ca un pas către Marte, Venus, Centura Asteroidului și nu numai. Având infrastructură pe suprafața Lunii și pe orbită - care ar putea alimenta și repara navele spațiale îndreptându-se mai departe în Sistemul Solar - am putea radia miliarde de costuri ale misiunilor în spațiul profund.

Acesta este unul dintre motivele pentru care NASA intenționează să creeze o stație spațială pe orbita Lunii - Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G), de asemenea. Poarta Lunară, cunoscută anterior drept Poarta Spațială Profundă. Este, de asemenea, unul dintre motivele pentru care ASE dorește să-și construiască Satul Moon împreună cu partenerii internaționali. China și Rusia au în vedere, de asemenea, propriile lor avanposturi orbitale din acest motiv precis.

Cercetarea lunară ar fi de asemenea extrem de profitabilă. Studiind efectele gravitației scăzute asupra corpului uman, astronauții vor fi mai bine pregătiți pentru a face față efectelor călătoriei în spațiu de lungă durată, a misiunilor pe Marte și a altor corpuri unde low-g este o realitate. Aceste studii ar putea ajuta, de asemenea, să deschidă calea către crearea de colonii pe aceste corpuri.

Partea îndepărtată a Lunii prezintă și oportunități serioase pentru tot felul de astronomie. Deoarece se află departe de Pământ, partea îndepărtată a Lunii este lipsită de interferențe radio, ceea ce o face o locație primordială pentru radiotelescoape. Deoarece Luna nu are atmosferă, tablourile de telescopuri optice - cum ar fi Telescopul foarte mare al ESO (VLT) din Chile - ar fi de asemenea interferențe.

Și apoi aveți interferometre - cum ar fi LIGO și Telescopul de evenimente orizontale (EHT), care ar putea să caute unde gravitaționale și să găurească imagini găuri negre, cu o eficacitate mai mare. De asemenea, s-ar putea realiza studii geologice care să dezvăluie mult mai multe despre Lună și formarea sistemului Pământ-Lună.

Abundența resurselor de pe Lună, cum ar fi heliul-3 și diferite metale prețioase și rare ale Pământului, ar putea permite și o economie de export. Acest lucru ar fi ajutat de faptul că Luna are o viteză de scăpare mult mai mică decât Pământul - 2,38 km / s (1,5 mps) comparativ cu 11.186 km / s (6,95 mps). Acest lucru se datorează faptului că Luna are o fracțiune din greutatea Pământului (0,1654) g), ceea ce înseamnă că lansarea de sarcini utile în spațiu ar fi mult mai ieftină.

Dar, desigur, nicio economie lunară nu ar fi completă fără turismul lunar. O colonie la suprafață, plus o infrastructură pe orbită, ar face vizite regulate pe Lună atât rentabile, cât și rentabile. Nu este greu de imaginat că acest lucru ar putea duce la crearea de tot felul de activități de agrement - de la stațiuni și cazinouri la muzee și expediții de pe suprafață.

Cu un fel de angajament adecvat în ceea ce privește resursele, banii și forța de muncă - ca să nu mai vorbim de niște suflete serioase aventuroase! - ar putea exista așa ceva ca selenienii într-o zi (sau cum îi numea Heinlein, „Loonies”).

Am scris multe articole despre colonizarea lunară aici la Space Magazine. Iată Planul lui Paul Spudis pentru o bază lunară sustenabilă și accesibilă, de ce să colonizezi mai întâi luna? Tubul de lavă stabilă ar putea oferi un habitat uman potențial pe Lună și ESA intenționează să construiască un sat internațional ... pe lună !.

Pentru mai multe informații, consultați seria noastră în patru părți, „Construirea unei baze lunare”:

Construirea unei baze pe Lună: Partea 1 - Provocări și Pericole
Construirea unei baze pe Lună: Partea a 2-a - Conceptele de habitat
Construirea unei baze pe Lună: Partea 3 - Proiectare structurală
Baza lunii de construcție: partea a 4-a - infrastructură și transport

Pentru a vedea cum ar putea fi viața și munca pe Lună, consultați Ce este minarea lunii? Și acest lucru este important! Studenții își dau seama cum să facă bere pe Lună.

Cast Astronomy are și câteva episoade minunate pe această temă. Iată episodul 115: Luna, partea a 3-a: Întoarcerea la Lună.

surse: