Ce se întâmplă după ce revenim pe Lună – De la o mică stație spațială, până la fabrici, foraje și turism

​Pe Lună nu este aer, cerul nu este albastru, iar noaptea pot fi mult sub -100 C. Dar sunt planuri nu doar ca oamenii să revină acolo pentru câteva zile. Oamenii de peste 15-20 de ani ar putea construi o bază pe Lună și peste alți 10-15 ani ar putea fi create chiar și fabrici pe „astrul nopții”. În articol puteți citi cum ar fi viața pe Lună și ce obstacole sunt în calea unui viitor în care Luna ar putea „prinde” viață.

Statia lunara GatewayFoto: NASA

Informația pe scurt

  • Luna nu este chiar mică, ci are 30% din diametrul Terrei, iar suprafața ei este cam cât cea a Africii. Temperatura medie pe Lună este -20 C, dar între noapte și zi pot fi diferențe și de 100 de grade. În cele mai reci cratere temperaturile ating -240 C.
  • Astronauții vor aseleniza peste 3-4 ani în zona polului sud, iar NASA a ales deja 13 regiuni „candidate” pentru când oamenii vor păși din nou pe Lună. La poli este multă gheață, dar sunt și acolo și zone unde se poate profita de energia solară.
  • Primul pas în apropierea de Lună va fi stația spațială Gateway, a cărei asamblare ar trebui să înceapă în 2024. Va orbita cel mai aproape la câteva mii de km de suprafața Lunii și va tot fi mărită către anul 2030, cu elemente aduse de pe Terra.
  • Mai multe studii recente arată că există pe Lună mult mai multă apă decât se credea și se găsește sub formă de gheață într-o multitudine de mini-cratere, chiar și în zonele însorite, ceea ce înseamnă că apa ar putea fi folosită în viitoarele misiuni spațiale, dar și pentru traiul de zi cu zi al astronauților.
  • Luna este singurul corp ceresc pe care oamenii au ajuns și este de peste 100 de ori mai aproape de Terra decât planeta Marte. Până la Lună oamenii pot face trei zile, până pe Marte, cam nouă luni. Așadar, dacă pe Marte nu va fi prea curând activitate umană, pe Lună am putea avea așa ceva în 15-20 de ani.
  • Pentru construirea unor baze în subsolul selenar, inevitabil vom avea nevoie de capacitatea de a fabrica și repara componente de mașini. Deși echipamentele de dimensiuni mari, cum ar fi buldozerele și macaralele vor trebui trimise de pe Pământ, imprimantele 3D vor putea fabrica la fața locului componentele mici din material plastic. Acestea sunt însă planuri pe termen foarte lung, de ordinul zecilor de ani.

Stația Gateway și apropierea de Lună

„Suntem în anul 2017 și încă nu avem o bază pe Lună. Ce naiba se întâmplă? Întreba retoric, Elon Musk, la o conferință, acum cinci ani. Tot în 2017, Jeff Bezos vorbea despre un plan pentru organizarea unui sistem de livrare pentru Lună.

Suntem în 2022 și nu avem o bază lunară, iar Elon Musk nu are intenția de a construi una. Însă o stație spațială lunară va exista, iar primele elemente ar trebui să ajungă în spațiu în 2024.

În 2018, ca parte a programului Artemis de revenire pe Lună, NASA propunea construirea unei mici stații spațiale lunare, The Lunar Orbital Platform Gatewy, pe scurt Gateway. Va avea un spațiu locuibil foarte mic comparativ cu SSI, 55 mc, față de 388 mc și, dacă Stația Spațială orbitează la 400 km de Terra, stația lunară Gateway va fi foarte departe de Lună, la zeci de mii de km.

Foto NASA

Cel mai aproape va fi la 3.400 km, iar cel mai departe, la 70.000 km. Stația va fi asamblată din componente prefabricate pe Terra.

Față de SSI, pe Gateway astronauții nu vor sta 6-12 luni, ci mult mai scurt timp, ideea fiind ca stația să fie locuită doar când sunt programate aselenizări, deci nu permanent.

Cel devreme în noiembrie 2024, la câteva luni după misiunea Artemis 2 care va duce astronauți în jurul Lunii, o rachetă Falcon Heavy ar trebui să lanseze spre orbita Lunii primele două elemente ale viitoarei stații spațiale Gateway: Power and Propulsion Element (PPE) și Habitation and Logistics Outpost (HALO).

Nu doar America va contribui la construcția stației, ci și agențiile spațiale din Europa, Canada și Japonia.

După 2027 alte elemente ar putea fi adăugate la stația orbitală, pentru a o face mai mare, mai complexă și mai utilă. Gateway va avea un rol esențial pentru știință: se vor putea căuta zonele cu multă gheață, se vor analiza efectele radiației, iar stația va fi utilă pentru ca astronauții să ajungă ușor pe suprafața Lunii.

După 2030 am putea să fim martorii construcției unei baze selenare, cu o serie de module interconectate, undeva aproape de polul sud lunar. Pentru asta însă ar trebui să avem o stație Gateway completă, rachete Starship și SLS care să poată face 2-3 lansări pe an în total, dar și sonde lunare de aterizare (Lunar lander).

Primele activități pe suprafața lunii

Este de așteptat ca după 2030 să funcționeze tot mai multe companii care să poată transporta încărcături pe Lună și să asigure electricitate și posibilități de comunicare după ce ajung acolo.

„De la sfârșitul anilor 2020, până după 2030 se așteaptă să apară un număr considerabil de vehicule de transport pentru încărcături grele capabile să plaseze nave pe suprafața Lunii, nave care să se poată întoarce pe orbita joasă a Pământului, dar și mici habitacluri (…) Odată ce rachetele reutilizabile vor putea transporta roboți și oameni în condiții de siguranță, este cert că oamenii și roboții vor merge pe Lună”, scrie Oliver Morton în cartea Luna – O istorie pentru viitor.

Luna, un corp ceresc plin de apă înghețată

„Considerată cândva un avanpost singuratic în spațiu, Luna ar putea deveni un centru industrial și comercial agitat, cu baze și fabrici în care să lucreze permanent oameni”, scrie Michio Kaku, în cartea Viitorul omenirii.

Autorul explică faptul că, deși aceste idei despre Luna care ar deveni extrem de plină de activitate, par acum de ordinul SF-ului, nu trebuie luate în râs. În anii 90 s-a descoperit faptul că în emisfera sudică a Lunii sunt cantități mari de gheață, într-o zonă unde, la umbra unor mari lanțuri muntoase, este mereu umbră și foarte frig.

Se credea că Luna este un astru extrem de arid, până în 2008 când cercetătorii au descoperit molecule de apă în interiorul magmei aduse de astronauții din misiunile Apollo.

Era vorba de apă înghețată de pe fundul unor mari cratere din zonele lunare aflate mereu în afara bătăii razelor solare, aproape de poli, unde temperaturile sunt extrem de scăzute.

Un studiu publicat de NASA în octombrie 2020 arăta că există pe Lună mult mai multă apă decât se credea și se găsește sub formă de gheață într-o multitudine de mini-cratere, chiar și în zonele însorite, ceea ce înseamnă că apa ar putea fi folosită în viitoarele misiuni spațiale.

Practic, apa se găsește și în suprafețe luminate de Soare și este distribuită pe suprafața Lunii, prezența ei nefiind limitată doar în zonele polare și umbrite.

Un alt studiu arăta că pe Lună există o multitudine de micro-cratere pe fundul cărora se poate găsi apă înghețată. Temperaturile ajung chiar și la -240 de grade în aceste cratere numite „micro cold traps”, fiind așadar printre cele mai reci locuri din sistemul solar.

De ce este important că se găsește multă gheață pe Lună? „Apa se poate transforma în oxigen și hidrogen (care se întâmplă sî fie principalele componente ale combustibilului pentru rachete). Acest lucru ar putea transforma Luna într-o . Apa poate fi, de asemenea, purificată, pentru a deveni potabilă sau folosită la crearea unor microferme agricole”, scrie Michio Kaku.ărie>

Hidrogenul și oxigenul ar putea fi folosite și pentru a dezvolta combustibil pentru revenirea pe Terra și pentru misiunile către Marte, mai ales că dacă vor putea fi transportate mai puține lucruri de pe Terra, misiunile lunare ar deveni mai simple. Evident că vor mai trece mulți ani până să se ajungă la etapa aceea.

Moleculele ar putea fi „sparte” prin procedee chimice în atomi de oxigen și de hidrogen și oxigenul ar putea fi folosit pentru ca astronauții să respire.

Sunt antreprenori care ar vrea să exploateze la nivel industrial gheața de pe Lună, dar mai întâi vor trebui construite vehicule care să facă prospectare pe Lună, pentru a găsi cele mai promițătoare depozite de gheață.

Luna ar putea fi interesantă și fiindcă acolo s-ar putea găsi pământuri rare, adică diverse metale care pe Terra se găsesc pretutindeni în cantități mici și doar în câteva locuri în cantități mari. China deține aproape o treime dintre pământurile rare și acest lucru este o problemă pentru țările occidentale. China are un monopol, iar cei mai optimiști speră că Luna va oferi în viitor o alternativă, dar este clar că acest viitor este departe.

.

Stația spațială Gateway (ilustrație NASA)

China are și ea planuri foarte îndrăznețe cu Luna, după ce deja a avut câteva reușite, ducând în 2019 un modul pe fața ascunsă a Lunii, iar în 2020 a reușit să aducă mostre de sol lunar pe Terra. Este imposibil de spus ce va fi peste 15 ani, dar au existat discuții, iar China și Rusia ar putea construit după anul 2035 o bază pe Lună, până la acel punct urmând să fie lansate misiuni din ce în ce mai complexe. Mai este foarte mult până atunci și rămâne de văzut și cum se schimbă geopolitica mondială.

Se mai crede că pe Luna ar putea să se găsească și minerale de tipul platinei, dar și heliu-3, util în reacțiile de fuziune.

Cum este pe Lună? – O pustietate magnifică

Buzz Aldrin, cel care a pășit în 1969 pe Lună cu Neil Armstrong, spunea că peisajul lunar este cenușiu, presărat cu cratere de toate formele și culorile.

  • „Nu exista niciun fel de ceață pe Lună. Totul avea o claritate de cristal (…) Aspectul auster și tușele monocrome făceau ca peisajul să fie într-adevăr frumos. Dar era o frumusețe diferită de tot ce mai văzusem înainte…O pustietate magnifică”., (sursa – cartea Viețile secrete ale Planetelor, scrisă de Paul Murdin).

Apollo 11 a aselenizat în depresiunea Mare Tranquillitatis (Marea Liniștii), o câmpie prăfoasă de lavă bazaltică. Este netedă. cu puține cratere și bolovani, fără riscuri pentru aselenizare, fără dealuri și stânci înalte or cratere adânci. Tot un astfel de loc sigur pentru aselenizare va trebui găsit și pentru astronauții din misiunea Artemis 3, dar cu siguranță va fi un loc situat la mii de km de „Baza Liniștii”, cum a fost denumit locul primei aselenizări.

Buzz Aldrin pe Lună

Atunci, în 1969, văzut de primii oameni care au ajuns pe Lună, peisajul era scăldat în lumina nemiloasă a cerului care strălucea pe cerul negru din spatele Pământului – întrucât nu există nici atmosferă pe Lună, nu există nici aer și nici cer albastru. Umbra modulului lunar era bine definită și intensă, iar relieful era foarte plat.

Pe Lună nu există atmosferă, nu există nori și nimic nu filtrează razele puternice ale Soarelui și tot nimic nu reține noaptea căldura adunată peste zi, așa că variațiile de temperatură de la noapte la zi pot fi de peste 100 grade C, în timp ce pe Terra rar depășesc 30 C, ci sunt în general între 10 și 15 grade C. La ecuator pot f chiar ;i +120 C în lumina soarelui.

Luna este plină de cratere de impact, de la unele de dimensiunea unei farfurii, până la cratere de multe sute de km, „Cel mai mare este bazinul Aitken, având un diametru de 2.500 km, ceea ce înseamnă că ocupă cam un sfert din suprafața lunară. El se întinde peste polul sud al lunii și, în cea mai mare parte nu este vizibil, întrucât se află pe fața ei întunecată. Fundul craterului se află cam la 13 km sub nivelul crestelor muntoase de pe marginea superioară a craterului. Este cea mai mare groapă din sistemul solar”.

Peste tot pe Lună este plin de regolit, adică acel strat de praf fin care în unele locuri are 4-5 m grosime, iar în altele, 10-15 m. Acel fin praf lunar nu se împrăștie, fiindcă pe Lună este vid și nu bate deloc vântul. Acel nisip selenar conține particule care sunt foarte abrazive și pot afecta funcționarea diverselor aparate.

Clar că primii oameni care vor sta mai mult timp pe Lună vor locui în capsule spațiale, iar când se vor aventura în afara acelor capsule o vor face mai ales pentru a desfășura panouri solare de mari dimensiuni pentru colectarea energiei. Va fi doar începutul, iar în fazele mai avansate, uriașe imprimante 3D ar putea printa pe Lună diverse componente, cum ar fi panourile solare.

Chiar și dacă astronauții vor locui într-un habitat protejat împotriva radiațiilor cosmice de fond, radiațiile tot îi vor afecta îndeajuns de puternic încât să crească riscul de cancer cu câteva procente la o ședere de 3 luni.

S-a vorbit și despre un viitor în care se va face turism pe Lună, iar oamenii foarte bogați vor plăti pentru a se plimba pe suprafața ei. Este departe acel moment, însă deja sunt planuri de a duce pe orbita Lunii oameni care au de unde da zeci de milioane de dolari, așa că de undeva începem.

Vor putea trăi oamenii pe Lună?

Șederea oamenilor pe Lună, chiar și când vor ajunge din nou acolo după 2025, va fi limitată de faptul că hrana, apa și aerul trebuie aduse de pe Terra și deci se epuizează repede. Sonde lunare vor trebui trimise la anumite intervale pentru a aproviziona stația selenară.

„După ce va fi construită o bază lunară, fie ea și temporară, una dintre primele sarcini pentru astronauți ar putea fi să producă oxigenul necesar pentru respirat și pentru a-și produce propria hrană. Se va putea fora în stratul de gheață, iar o parte din această gheață poate fi recoltată și purificată, pentru a se obține apă potabilă.

Regiunile de la polul sud lunar unde s-ar putea aseleniza (sursa – NASA)

Există mai multe reacții chimice din care se poate obține oxigen, iar prezența apei constituie o sursă la îndemână. Apa ar putea fi folosită și în grădinile hidroponice, pentru creșterea plantelor”, scrie Michio Kaku.

Foarte interesant este faptul că pe Lună se găsesc, din câte se pare, cavități subterane, practic un fel de tuneluri de lavă, unele chiar și de peste 70 m înălțime. Tuburile acestea sunt rămășițe ale unor vulcani străvechi.

Aceste tuburi de lavă sunt tunelurile pe unde s-a scurs lava, care s-a răcit la suprafață și a format un acoperiș solid înainte de a se retrage.

Unii estimează că ar putea exista tuneluri de lavă de 2-3 km lungime și 1 km lățime, iar acestea sunt interesante, deoarece ele ar putea fi potrivite pentru locuit. Plasarea încăperilor pentru echipaj în aceste peșteri ar putea constitui un scut împotriva radiațiilor, va oferi o temperatură relativ constantă și va fi un paravan împotriva meteoriților.

Pe de altă parte, tunelurile de lavă sunt friguroase deoarece, la fel ca și craterele aflate veșnic la umbră, Soarele nu le încălzește niciodată și totul va îngheța rapid.

De ce trebuie să mergem la poli

Oliver Morton scrie în cartea „Luna – O istorie pentru viitor” că polii lunari rămân cel mai bun pariu pentru a implanta o primă bază umană, iar motivele sunt practice, de potențial și politice.

  • „Motivul practic este energia. Pe Lună energia va fi solară sau nucleară, dar până în acest moment nu există opțiuni nucleare adecvate. Dacă reactoarele nucleare lunare vor fi trimise de pe Pământ, va trebui ca ele să fie foarte ușoare, conform standardelor specifice. Va trebui să poată funcționa cu foarte puțină apă, dacă nu chiar deloc (cele mai multe reactoare folosesc multă apă) și să necesite o mentenanță minimă”.

Nici energia solară nu este soluția ideală:

  • „Rămâne doar varianta solară, iar în ceea ce privește energia solară nopțile lunare care durează 14 zile constituie o problemă. O așezare umană alimentată cu energie solară va avea nevoie de multe panouri pentru a asigura dublul energiei consumate în timpul zilei și îndeajuns de multe baterii pentru a înmagazina jumătatea nefolosită destinată perioadei nocturne. Este nevoie de investiții foarte mari”.

Polii sunt cea mai bună idee pentru „Revenirea pe Lună”, iar acest lucru a fost confirmat și de NASA care pe 19 august a anunțat că au fost alese 13 regiuni din zona Polului Sud Lunar ca posibile puncte de aselenizare, când oamenii vor păși din nou pe Lună, în 3-4 ani.

Agenția spune că aceste regiuni au fost alese, deoarece sunt puncte sigure de aselenizare care se găsesc foarte aproape de cratere ce sunt permanent umbrite și deci sunt regiuni unde astronauții care vor ajunge acolo vor putea ieși în siguranță din vehicule, pentru a explora suprafața lunară.

Acei astronauți vor avea șase zile pentru diverse ieșiri extravehiculare în care vor colecta mostre și vor încerca să obțină cât mai multe informații despre adâncimea, distribuția și compoziția apei înghețate care se află în craterele ce stau mereu în umbră.

Cauza aselenizării aproape de gheață este susținută și de faptul că, dacă ai o singură bază și o sursă de combustibil, întreaga suprafață a Lunii ceva mai ușor accesibilă.

Trebuie spus că, față de cei 12 astronauți care au pășit pe Lună acum peste 50 de ani în regiunile ecuatorului lunar, astronauții din viitor vor explora locuri cu totul diferite și îndepărtate. Dacă la ecuatorul lunar pot fi și 14 zile consecutive de lumină, la poli sunt cel mult câteva zile de lumină și misiunea este mai complicată, iar „fereastra” de lansare este limitată.

În regiunile polare există și zone înalte unde soarele nu apune niciodată, iar Claude Flammarion le numea „vârfurile luminii veșnice”. Acum este clar că sunt la polii lunari zone limitate care beneficiază de Soare 80% din timp, așa cum sunt și cratere care vor fi mereu super-reci și întunecate.

Pe acele înălțimi pot fi instalate o mulțime de panouri solare pentru a avea o rezervă constantă de energie. Apoi ar putea începe și activitățile de foraj și minerit.

Luna poate fi o rampă de lansare în drumul spre Marte, clar după 2033, iar aici contează faptul că Luna are o gravitație de șase ori mai slabă decât cea terestră, ceea ce înseamnă că va fi mai ușor să fie lansate rachete în spațiu, către destinații mult mai greu de atins de pe Terra. Viteza de evadare din câmpul gravitațional este mult mai mică decât pe Terra, așa că rachetele ar putea aseleniza și decola de pe Lună mult mai ușor.

Cum ar putea locui oamenii pe Lună? Iată ce spune Michio Kaku:

„După ce astronauții vor fi ridicat adăposturi temporare, transporturi mari de mașini și provizii vor trebui trimise de pe Pământ pentru a se începe construirea bazei lunare permanente. Expedierea unor subansable prefabricate și a unor obiecte gonflabile ar putea accelera procesul”

Pentru construirea unor baze în subsolul selenar, inevitabil vom avea nevoie de capacitatea de a fabrica și repara componente de mașini. Deși echipamentele de dimensiuni mari, cum ar fi buldozerele și macaralele vor trebui trimise de pe Pământ, imprimantele 3D vor putea fabrica la fața locului componentele mici din material plastic.

În mod ideal, vor fi construite fabrici pentru forjarea metalelor. Dar ridicarea unui furnal este imposibilă, deoarece nu există aer pentru alimentarea acestuia. Totuși, experimentele au arătat că solul lunar, când este încălzit cu ajutorul microundelor, poate fi topit și fuzonat pentru fabricarea de cărămizi ceramice de mare duritate care pot fi elementele constructive pentru întreaga bază lunară. În principiu, întreaga infrastructură poate fi construită din acest material, care poate fi colectat direct din sol.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *