Τις επόμενες δεκαετίες, πολλές διαστημικές υπηρεσίες ελπίζουν να πραγματοποιήσουν αποστολές στο Φεγγάρι και ακόμη και να εγκαταστήσουν φυλάκια εκεί. Στην πραγματικότητα, μεταξύ της NASA, της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος (ESA), του Roscosmos, και των ινδικών και κινεζικών διαστημικών υπηρεσιών, δεν υπάρχουν ελλείψεις σχεδίων για την κατασκευή σεληνιακών βάσεων και οικισμών. Αυτά όχι μόνο θα εγκαθιδρύσουν μια ανθρώπινη παρουσία στη Σελήνη, αλλά θα διευκολύνουν τις αποστολές στον Άρη και βαθύτερα στο διάστημα.
Για παράδειγμα, η ESA σχεδιάζει να χτίσει ένα «διεθνές σεληνιακό χωριό» στη Σελήνη μέχρι το 2030. Ως πνευματικός διάδοχος του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού (ISS), αυτό το χωριό θα επέτρεπε επίσης επιστημονική έρευνα σε ένα σεληνιακό περιβάλλον. Επί του παρόντος, οι ευρωπαίοι ερευνητές σχεδιάζουν πώς να κάνουν την κατασκευή αυτού του χωριού, το οποίο περιλαμβάνει τη διεξαγωγή πειραμάτων με προσομοιωτές σεληνιακής σκόνης για τη δημιουργία τούβλων.
Με απλά λόγια, ολόκληρη η επιφάνεια της Σελήνης είναι καλυμμένη με σκόνη (γνωστός και ως regolith) που αποτελείται από λεπτά σωματίδια ακατέργαστου πυριτικού άλατος. Αυτή η σκόνη σχηματίστηκε κατά τη διάρκεια δισεκατομμυρίων ετών από συνεχείς κρούσεις μετεωρίτη που έπληξαν το μανδύα του πυριτικού άλατος σε λεπτά σωματίδια. Έχει παραμείνει σε τραχιά και λεπτή κατάσταση λόγω του γεγονότος ότι η σεληνιακή επιφάνεια δεν παρουσιάζει καιρικές συνθήκες ή διάβρωση (λόγω της έλλειψης ατμόσφαιρας και υγρού νερού).
Επειδή είναι τόσο άφθονο, σε βάθος 4-5 μέτρων (13-16,5 πόδια) σε ορισμένα μέρη - και έως 15 μέτρα (49 πόδια) στις παλαιότερες ορεινές περιοχές - το regolith θεωρείται από πολλά διαστημικά γραφεία ως το δομικό υλικό επιλογής για σεληνιακούς οικισμούς. Όπως εξήγησε ο Aidan Cowley, σύμβουλος επιστήμης της ESA και ειδικός σε σχέση με το σεληνιακό έδαφος, σε πρόσφατο δελτίο τύπου της ESA:
«Τα τούβλα του φεγγαριού θα κατασκευαστούν από σκόνη Μπορείτε να δημιουργήσετε συμπαγή τεμάχια από αυτό για να χτίσετε δρόμους και βάσεις εκτόξευσης ή βιότοπους που προστατεύουν τους αστροναύτες σας από το σκληρό σεληνιακό περιβάλλον. "
Εκτός από την αξιοποίηση ενός φαινομενικά ανεξάντλητου τοπικού πόρου, τα σχέδια της ESA να χρησιμοποιούν σεληνιακό regolith για τη δημιουργία αυτής της βάσης και των σχετικών υποδομών αποδεικνύουν τη δέσμευσή τους για επιτόπια χρήση πόρων. Βασικά, οι βάσεις στη Σελήνη, στον Άρη και σε άλλες τοποθεσίες στο Ηλιακό Σύστημα θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο αυτάρκεις για να μειώσουν την εξάρτηση από τη Γη για τακτικές αποστολές προμηθειών - κάτι που θα ήταν ακριβό και εξαντλητικό των πόρων.
Για να δοκιμάσουν τον τρόπο με τον οποίο θα ήταν το σεληνιακό regolith ως δομικό υλικό, οι επιστήμονες της ESA χρησιμοποιούν προσομοιωτές σκόνης Σελήνης που συλλέγονται εδώ στη Γη. Όπως εξήγησε ο Aiden, ο regolith τόσο στη Γη όσο και στη Σελήνη είναι προϊόν του ηφαιστείου και είναι βασικά βασαλτικό υλικό που αποτελείται από πυριτικά άλατα. «Η Σελήνη και η Γη μοιράζονται μια κοινή γεωλογική ιστορία», είπε, «και δεν είναι δύσκολο να βρεις υλικό παρόμοιο με αυτό που βρέθηκε στη Σελήνη στα απομεινάρια ροών λάβας».
Ο προσομοιωτής συλλέχθηκε από την περιοχή γύρω από την Κολωνία της Γερμανίας, που ήταν ηφαιστειακά ενεργός πριν από περίπου 45 εκατομμύρια χρόνια. Χρησιμοποιώντας ηφαιστειακή σκόνη από αυτές τις αρχαίες ροές λάβας, η οποία αποφασίστηκε να είναι μια καλή αντιστοιχία για τη σεληνιακή σκόνη, ερευνητές από το Ευρωπαϊκό Κέντρο Αστροναυτών (EAC) άρχισαν να χρησιμοποιούν τη σκόνη (την οποία ονόμασαν EAC-1) για να διαμορφώσουν τα πρωτότυπα των τούβλων που θα χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία του σεληνιακού χωριού.
Το Spaceship EAC, μια πρωτοβουλία της ESA που έχει σχεδιαστεί για την αντιμετώπιση των προκλήσεων του πλήρους διαστημικού πτήσης, συνεργάζεται επίσης με την EAC-1 για την ανάπτυξη των τεχνολογιών και των εννοιών που θα χρειαστούν για τη δημιουργία ενός σεληνιακού φυλακίου και για μελλοντικές αποστολές στη Σελήνη. Ένα από τα έργα τους επικεντρώνεται στον τρόπο χρήσης του οξυγόνου σε σεληνιακή σκόνη (που αντιπροσωπεύει το 40% αυτού) για να βοηθήσει τους αστροναύτες να έχουν παρατείνει τη διαμονή τους στη Σελήνη.
Ωστόσο, προτού το ESA μπορέσει να αποσυνδεθεί από τη σεληνιακή σκόνη ως δομικό υλικό, πρέπει να διεξαχθούν ορισμένες δοκιμές. Αυτά περιλαμβάνουν την αναδημιουργία της συμπεριφοράς της σεληνιακής σκόνης σε ένα περιβάλλον ακτινοβολίας για την προσομοίωση της ηλεκτροστατικής συμπεριφοράς τους. Για δεκαετίες, οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι η σεληνιακή σκόνη φορτίζεται ηλεκτρικά λόγω του τρόπου που βομβαρδίζεται συνεχώς από την ηλιακή και κοσμική ακτινοβολία.
Αυτό είναι που το αναγκάζει να σηκώσει την επιφάνεια και να προσκολληθεί σε οτιδήποτε αγγίζει (το οποίο οι αστροναύτες του Apollo 11 παρατήρησαν όταν επέστρεψαν στη Σεληνιακή Ενότητα). Όπως ανέφερε ο Erin Transfield - μέλος της τοπικής ομάδας σεληνιακής σκόνης της ESA - οι επιστήμονες εξακολουθούν να μην καταλαβαίνουν πλήρως την ηλεκτροστατική φύση της σεληνιακής σκόνης, η οποία θα μπορούσε να δημιουργήσει πρόβλημα όταν το χρησιμοποιήσει ως δομικό υλικό.
Επιπλέον, τα πειράματα ακτινοβολίας-περιβάλλοντος δεν έχουν αποδώσει ακόμη οριστικά αποτελέσματα. Ως βιολόγος που ονειρεύεται να είναι η πρώτη γυναίκα στη Σελήνη, η Transfield ανέφερε ότι απαιτείται περισσότερη έρευνα χρησιμοποιώντας πραγματική σεληνιακή σκόνη. «Αυτό μας δίνει έναν ακόμη λόγο να επιστρέψουμε στη Σελήνη», είπε. «Χρειαζόμαστε παρθένα δείγματα από την επιφάνεια που εκτίθεται στο περιβάλλον ακτινοβολίας».
Πέρα από την καθιέρωση ανθρώπινης παρουσίας στη Σελήνη και επιτρέποντας αποστολές σε βάθος διαστήματος, η κατασκευή του προτεινόμενου σεληνιακού χωριού της ESA θα προσφέρει επίσης ευκαιρίες για την αξιοποίηση νέων τεχνολογιών και τη δημιουργία συνεργασιών μεταξύ του δημόσιου και του ιδιωτικού τομέα. Για παράδειγμα, το ESA συνεργάστηκε με την αρχιτεκτονική εταιρεία σχεδιασμού Foster + Partners για να δημιουργήσει το σχέδιο για το σεληνιακό χωριό τους και άλλες ιδιωτικές εταιρείες έχουν προσληφθεί για να βοηθήσουν στη διερεύνηση άλλων πτυχών της οικοδόμησής του.
Προς το παρόν, η ESA σχεδιάζει να χτίσει το διεθνές σεληνιακό χωριό τους στη νότια πολική περιοχή, όπου έχει ανακαλυφθεί άφθονος πάγος νερού. Για να το διερευνήσει αυτό, η ESA θα στείλει το πακέτο για την παρατήρηση των πόρων και την αποστολή in-Situ Prospecting for Exploration, Commercial exploitation and Transportation (PROSPECT) στη Σελήνη το 2020, η οποία θα ταξιδέψει ως μέρος της ρωσικής αποστολής Luna-27.
Αυτή η αποστολή, μια κοινή προσπάθεια μεταξύ του ESA και του Roscosmos, θα περιλαμβάνει ένα χερσαίο χερσαίο χερσαίο όχημα που θα βρίσκεται στη λεκάνη του South Pole-Aitken της Σελήνης, όπου ο ανιχνευτής PROSPECT θα αναπτυχθεί και θα τρυπήσει στην επιφάνεια για να πάρει δείγματα πάγου. Προς τα εμπρός, τα μακροπρόθεσμα σχέδια της ESA απαιτούν επίσης μια σειρά αποστολών στη Σελήνη που ξεκινούν τη δεκαετία του 2020, στις οποίες θα συμμετάσχουν εργαζόμενοι ρομπότ που ανοίγουν το δρόμο για τους ανθρώπους εξερευνητές να προσγειωθούν αργότερα.
Τις επόμενες δεκαετίες, οι προθέσεις των κορυφαίων διαστημικών γραφείων του κόσμου είναι ξεκάθαρες - όχι μόνο θα επιστρέψουμε στη Σελήνη, αλλά σκοπεύουμε να μείνουμε εκεί! Για το σκοπό αυτό, αφιερώνονται σημαντικοί πόροι για την έρευνα και την ανάπτυξη των απαραίτητων τεχνολογιών και εννοιών που απαιτούνται για να γίνει αυτό. Μέχρι το 2030, ίσως να δούμε αστροναύτες (και ακόμη και ιδιώτες) να έρχονται και να πηγαίνουν από τη Σελήνη με τακτική συχνότητα.
Και φροντίστε να δείτε αυτό το βίντεο σχετικά με τις προσπάθειες της EAC να μελετήσει σεληνιακό regolith, ευγενική προσφορά του ESA:
