De ce colonizatorii Lunii vor trăi sub ”pământ”

Zeci de ani, ideea de a coloniza Luna nu le-a dat pace oamenilor de știință și vizionarilor deopotrivă. Au fost imaginate colonii diverse, de la Moonbase Alpha din filmul Space:1999 și până la colonia minieră lunara din filmul Moon.

Coloniile lunare ar fi următorul pas logic pentru omenire. Este cel mai apropiat corp ceresc, la 383.000 de km distanță și unde se găsesc suficiente resurse pentru alimentarea navetelor. Atrag resursele abundente de heliu de pe Lună, care este un combustibil ideal pentru reactoare pe fuziune nucleară.

O serie de programe spațiale au trasat la nivel teoretic căile de stabilire a unor colonii permanente pe Lună. China este interesată de o colonie pe partea întunecată a Lunii. În octombrie 2015 s-a aflat ca Esa și Roscosmos își planifică o serie de misiuni spre Lună pentru a evalua construirea unor așezări permanente, scrie BBC.

Însă provocările sunt mari. O rotație a Lunii durează circa 28 de zile terestre, ceea ce înseamnă că o zi lunară durează 354 de ore – echivalentul a mai bine de 14 zile pe Pământ. Temperaturile la ecuatorul lunar vairiază între 116 grade Celsius în timpul zilei și -173 de grade Celsius în timpul nopții.

Noaptea lunară ar fi mai redusă dacă baza ar fi amplasată la unul dintre polii Lunii. ”Avem motive pentru a construi o asemenea bază la poli, dar trebuie să ne gândim și la alți factori, nu numai la orele însorite”, spune Edmund Trollope, un inginer aerospațial de la Telepsazio Vega Deutschland. La fel ca și pe Pământ, la poli poate fi foarte frig.

La poli, soarele se va învârti în jurul orizontului, mai degrabă decât de-a lungul cerului, iar panourile solare vor trebui amplasate sub forma unui zid, iar construcția ar fi complicată. La ecuator ar fi potrivită o bază plată pentru a înmagazina căldură, însă la poli ea ar trebui construită pe înălțime, un lucru mai complex. ”Alegând în mod inteligent locația bazei, diferența de temperatura ar putea fi redusă relativ ușor”, spune Volker Maiwald, un cercetător asociat al German Aerospace Centre DLR.

Diferența de temeratura în ciclul noapte/zi impune nu numai ca baza lunară să poată oferi suficientă izolație împotriva înghețului și a căldurii, dar și rezistență la stresul termic.

Proecția termică

Primele misiuni robotizate pe Luna, precum misiunile sovietice ”Luna”, au fost concepute pentru ca aparatura să reziste o zi lunara (două săptămâni terestre). Sondele folosite în misiunile Surveyor ale NASA puteau fi reactivate în următoarea zi lunară. Însă în timpul nopții temperatura redusă provoca daune și acestea au împiedicat colectarea unor informații științifice utile.

Roverele lunare folosite de URSS în programul Lunohod, de la finalul anilor 1960-începutul anilor 1970, aveau încorporate elemnete radioactive pentru încălzire cu un sistem sofisticat de ventilație, care le permitea să opereze 11 luni. Rovere nu funcționau în timpul nopții lunare și reporneau imediat ce apărea lumina solară.

O modalitate de a evita variațiile termice este îngroparea bazei lunare în regolit, stratul pietros ce acoperă suprafața Lunii. Praful care acoperă Luna are o conductivitate termică redusă și rezistă bine la radiațiile solare. Înseamnă că Luna are un izolator termic eficient și cu cât mai adânc îngropată ar fi colonia, cu atât ar crește protecția termică. Baza va fi încălzită, iar cum transferul de căldură este foarte redus pe Luna, aceasta ar reduce și mai mult stresul termic.

Dar, așa cum construirea unei colonii sub solul unar este o idee acceptată, practica este o provocare majoră. ”Nu am văzut încă un model care să rezolve problema”, spune Volker. ”Presupun că vor fi mașini robotizate care o vor construi, mașini care să poata fi operate de la distanță”.

A apărut deja ideea unor mașini care să penetreze solul lunar la impactul aselenizarii și au fost deja folosite la o scară mică în mai multe misiuni lunare, cum ar fi misiunea japoneză Luna-A și MoonLite, a Agentiei Spațiale Britanice (misiune la care s-a renunțat, deși ideea în sine a entuziasmat într-atât de mult încât Esa a luat-o pe mai departe în considerare). Avantajul acestui concept este că baza lunară va fi îngropată la impact și ar fi expusă doar la variații termice moderate, după care va fi mai bine protejată.

Problema este cea a alimentării cu energie, pentru că modelele unei asemenea baze penetrante oferă opțiuni limitate pentru utilizarea energiei solare. Ar mai fi probleme și cu accelerația la aselenizare sau cu acuratețea aselenizarii. ”Forța de impact necesară pentru a îngropa această structură ar elimina multe din elementele necesare unei baze locuibile”, spune Trollope.

O alternativă ar fi acoperirea bazei lunare cu regolit, folosind niste excavatoare hidraulice. Însă pentru ca metoda să fie eficientă este necesar ca operațiunea să fie foarte rapidă. Dacă regolitul lunar nu poate fi pus deasupra coliniei, atunci izolația multistratificată de deasupra ar putea fi folosită pentru a evita disiparea căldurii. Aceste materiale sunt folosite pentru a proteja navetele spațiale de frigul din spațiu. Avantajul acestei metode este că poate folosi ușor panourile solare pentru a capta energie în cele două săptămâni însorite. Însă, daca nu poate fi captată suficientă energie, altunci trebuie gândite metode alternative pentru producerea energiei.

În timpul nopților lunare ar putea fi folosite generatoare termoelectrice – ele au un randament redus, însă întreținerea lor este mai ușoara. Mai există generatoare termale pe baza de izotopi radioactivi, cu randament mare și care folosesc un combustibil compact. Însă baza ar trebui izolata împotriva radiațiilor și, în același timp, ar trebui să permită transferul de căldură. Partea logistică a acestor generatoare radioactive este complexă: există riscuri în timpul lansării de pe Pământ și apoi o serie de probleme politice și de securitate pe care le va ridica aprovizionarea cu material radioactiv. Chiar și în cazul în care ar fi folsite reactoare pentru fisiunea nucleară, aceste probleme nu ar fi rezolvate.

Există și varianta reactoarelor de fuziune, odată ce acestea vor fi dezvoltate. Vor fi eficiente pentru că pe Lună există resurse abundente de heliu-3. O altă variantă sub bateriile litiu-ion, dar doar dacă vor înmagazina suficientă energie.

O idee pentru a asigura energia unei baze lunare de suprafață în timpul nopții este cea a unui satelit care sp transmită energie prin microunde sau laser. Conceptul a fost studiat în urmă cu zece ani. S-a ajuns la concluzia că o bază lunară mare, care ar avea nevoie de sute de KW, ar necesita o antenă care să recepționeze energia cu diametrul de 400 de metri și un satelit care să aibă 5.000 de metri patrati de panouri solare. În momentul acesta, Stația Spațială Internațională are doar 3.300 de metri pătrați de panouri solare.

Sunt multe dificultăți legate de contruirea unei baze care să reziste diferențelor de temperatură, dar niciuna nu este insurmontabilă. Cu o protecție termică bună și cu un generator de electricitate pentru nopțile lunare, în următoarele două decenii am putea ajunge să avem o colonie lunară. Și apoi ne vom putea uita și mai departe în spațiu.

Abonează-te acum la canalul nostru de Telegram cotidianul.RO, pentru a fi mereu la curent cu cele mai recente știri și informații de actualitate. Fii cu un pas înaintea tuturor, află primul despre evenimentele importante, analize și povești captivante.
Recomanda 1
Author

Precizare:
Ziarul Cotidianul își propune să găzduiască informații și puncte de vedere diverse și contradictorii. Publicația roagă cititorii să evite atacurile la persoană, vulgaritățile, atitudinile extremiste, antisemite, rasiste sau discriminatorii. De asemenea, invită cititorii să comenteze subiectele articolelor sau să se exprime doar pe seama aspectelor importante din viața lor si a societății, folosind un limbaj îngrijit, într-un spațiu de o dimensiune rezonabilă. Am fi de-a dreptul bucuroși ca unii comentatori să semneze cu numele lor sau cu pseudonime decente. Pentru acuratețea spațiului afectat, redacția va modera comentariile, renunțînd la cele pe care le consideră nepotrivite.