Σε αυτήν τη συναρπαστική αλλά προκλητική περίοδο εξερεύνησης του διαστήματος, ο χρόνος πλησιάζει γρήγορα για σοβαρές σχεδιαστικές ιδέες για τους πρώτους οικότοπους που θα χτιστούν στο σεληνιακό τοπίο. Σε προηγούμενα άρθρα, εξετάσαμε τους κινδύνους που συνδέονται με μια τέτοια προσπάθεια, εξετάσαμε τις δομές που έχουμε στη διάθεσή μας, έχουμε ακόμη αναλύσει μια συγκεκριμένη δομή σαν υπόστεγο που μπορεί να χρησιμοποιεί υλικά που εξορύσσονται τοπικά. Τώρα, εξετάζουμε τα πιθανά στοιχεία υποδομής που θα χρειαστούν για την υποστήριξη μιας βιώσιμης αποικίας στη Σελήνη. Ο Florian Ruess, ένας δομικός μηχανικός που εργάζεται για το μέλλον των οικοτόπων σε ακραία περιβάλλοντα, πήρε επίσης λίγο χρόνο με το περιοδικό Space για να δώσει τις απόψεις του για το μέλλον της ανθρωπότητας σε σεληνιακό έδαφος…
Φανταστείτε να προσπαθείτε να χτίσετε μια δομή στην επιφάνεια της Σελήνης. Δύο από τα μεγαλύτερα εμπόδια που θα συναντήσουν οι πρώτοι σεληνιακοί άποικοι είναι το πολύ χαμηλό βάρος και η λεπτή σκόνη που προκαλεί κάθε είδους κατασκευαστικά προβλήματα. Παρόλο που φαίνεται πιθανό ότι οι πρώτοι βιότοποι θα κατασκευαστούν με αυτοματοποιημένες διεργασίες προτού η ανθρωπότητα βάλει ακόμη και τα πόδια στο φεγγάρι, η κατασκευή μιας υποδομής οικισμού θα είναι πρωταρχικής σημασίας για τους μηχανικούς, ώστε η κατασκευή να μπορεί να γίνει όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματική.
Η υποδομή θα είναι ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες που αφορούν τους σχεδιαστές αποστολών. Πώς θα κατασκευαστούν τα δομικά υλικά; Πώς θα προμηθεύεται υλικό στους εργάτες οικοδομών; Πώς θα προμηθεύσουν πολύτιμο νερό και τρόφιμα στην αρχική σεληνιακή αποικία; Μπορούν να προμηθεύσουν οχήματα από Α έως Β με λίγη προσπάθεια;
Ιστορικά παραδείγματα της αποτελεσματικότητας μιας αποτελεσματικής υποδομής μεταφορών φαίνονται στη συνένωση πόλεων γύρω από ποτάμια (παραδοσιακά ο γρηγορότερος τρόπος μεταφοράς ανθρώπων και υλικού σε μια χώρα). Τα κανάλια συνέβαλαν στη ζωή των πόλεων κατά τη διάρκεια της βιομηχανικής επανάστασης στο Ηνωμένο Βασίλειο στα τέλη του 18ου αιώνα. Καθώς οι σιδηροδρομικές γραμμές συνέδεαν την Ανατολή και τη Δύση της Βόρειας Αμερικής κατά το τελευταίο μισό του 19ου αιώνα, επιτάχυνση της αύξησης του πληθυσμού βίωσαν οι άνθρωποι που ξεριζώνουν και «στέλνουν» τα νέα, προσβάσιμα αγροτικά εδάφη. Τα τελευταία 50 χρόνια, το «φαινόμενο αυτοκινητόδρομου της Νότιας Καλιφόρνιας» είναι υπεύθυνο για τον πολλαπλασιασμό βενζινάδικων, εστιατορίων, καταστημάτων, ακολουθούμενων από κατοικημένες περιοχές για εργαζόμενους - τελικά ολόκληρες πόλεις και πόλεις βασίζονται στην ευκολία πρόσβασης για μεταφορά.
Ο μελλοντικός επανδρωμένος αποικισμός της Σελήνης και του Άρη πιθανότατα θα βασίζεται σε μια παρόμοια αρχή. Η επιτυχία ενός σεληνιακού διακανονισμού θα εξαρτηθεί σε μεγάλο βαθμό από την αποτελεσματικότητα της δομής των μεταφορών.
Φαίνεται πιθανό ότι οι περισσότερες μετακινήσεις γύρω από τη Σελήνη θα εξαρτηθούν από τροχοφόρες μεθόδους, ακολουθώντας από επίγεια οχήματα και δοκίμασαν και δοκιμάστηκαν "Moon buggies" από τις αποστολές του Απόλλωνα στη δεκαετία του 1960 και του 70. Υπάρχουν ωστόσο ορισμένα σημαντικά μειονεκτήματα. Αντιμετωπίζοντας αυτό το ζήτημα, ο Florian Ruess, δομικός μηχανικός και συνεργάτης με τον Haym Benaroya (του οποίου βασίζεται η δημοσίευση αυτού του άρθρου) επισημαίνει ορισμένα προβλήματα με αυτόν τον τρόπο μεταφοράς:
“Για οποιαδήποτε αποστολή θα υπάρχει πάντα η ανάγκη για ατομική μεταφορά και η προφανής λύση είναι κάποιο τροχοφόρο όχημα. Υπάρχουν όμως μερικά σοβαρά ζητήματα με αυτήν τη λύση:
- Μειωμένη πρόσφυση. Το 1/6 της βαρύτητας και του σεληνιακού εδάφους καθιστούν την έλξη πρόβλημα όπως το πνεύμα και η ευκαιρία του Mars Mars Exploration Rovers, μπορεί κανείς να κολλήσει εύκολα ή να χρειαστεί πολλή δύναμη για να περάσει.
- Σκόνη. Η εμπειρία του Apollo δείχνει ότι πολλή σκόνη αιωρείται από τροχοφόρα οχήματα. Αυτή η σκόνη είναι επικίνδυνη για τις μηχανές και τους ανθρώπους όταν εισπνέεται.”
- Florian Ruess (ιδιωτική επικοινωνία)
Έτσι, το ταξίδι σε ένα τροποποιημένο "dune buggy" μπορεί να μην είναι η απάντηση για μια καθιερωμένη βάση της Σελήνης, κάποια μορφή οδικής υποδομής θα χρειαζόταν εάν χρησιμοποιείται τροχοφόρος μεταφορά.
Η ενοχλητική σκόνη στην σεληνιακή επιφάνεια απέχει πολύ από το να είναι ένα μικρό πρόβλημα. Από την εμπειρία της NASA με τις αποστολές Apollo, μακράν ο μεγαλύτερος συνεισφέρων στην παραγωγή σκόνης ήταν η απογείωση και η προσγείωση σεληνιακών μονάδων. Το 50% του regolith είναι μικρότερο από την ψιλή άμμο και περίπου το 20% είναι μικρότερο από το "σκονισμένο" 0,02 mm που διατήρησε τις πρώτες εκτυπώσεις του Neil Armstrong. Είναι αυτό το πολύ λεπτό συστατικό του regolith που μπορεί να προκαλέσει πλήθος μηχανικών προβλημάτων και προβλημάτων υγείας:
- Βλάβη της όρασης
- Λανθασμένες μετρήσεις οργάνων
- Επίστρωση σκόνης
- Απώλεια πρόσφυσης
- Απόφραξη μηχανισμών
- Τριβή
- Προβλήματα θερμικού ελέγχου
- Αποτυχίες σφραγίδας
- Εισπνοή
Φαίνεται λοιπόν προφανές ότι η δημιουργία σκόνης πρέπει να διατηρείται στο ελάχιστο, καθώς αυτός ο παράγοντας θα μπορούσε να είναι σοβαρό εμπόδιο στην υποδομή του οικισμού.
Οι δρόμοι θα ήταν η τέλεια απάντηση στη νέα σεληνιακή αποικία. Θα παρείχαν στα τροχοφόρα οχήματα την πολύ απαιτούμενη πρόσφυση (με αποτέλεσμα να χτυπάει με την απόδοση καυσίμου του οχήματος) και μπορεί να μειώσει σημαντικά την ποσότητα της ανάρτησης σκόνης, ειδικά εάν η επιφάνεια του δρόμου ανυψώνεται πάνω από τον γύρω regolith. Οι δρόμοι, ωστόσο, έχουν τα μειονεκτήματά τους. Είναι εξαιρετικά δαπανηρές και μπορεί να είναι πολύ δύσκολο να κατασκευαστούν. Η σύντηξη του regolith για να σχηματίσει μια σκληρή επιφάνεια μπορεί να είναι μια απάντηση, αλλά όπως επεσήμανε ο Ruess, «… αυτό απαιτεί τεράστιες ενέργειες, οι οποίες δεν μπορούν να παρασχεθούν μόνο από την ηλιακή ενέργεια». Επομένως, απαιτείται μια εναλλακτική μορφή ενέργειας για την εκτέλεση μιας τέτοιας κατασκευής.
Αν και η κατασκευή δρόμων θα ήταν ιδιαίτερα επιθυμητή, μπορεί να μην είναι δυνατή, τουλάχιστον στα αρχικά στάδια της ανάπτυξης σεληνιακού οικισμού. Μία αναδυόμενη εξέλιξη στην εναλλακτική διαστημική μεταφορά είναι η κάθετη μέθοδος απογείωσης και προσγείωσης, αλλά όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η απογείωση και η προσγείωση με πυραύλους παράγει τεράστιες ποσότητες σκόνης. Αλλά αν υπάρχουν πολλές βάσεις στη Σελήνη, αυτό μπορεί να είναι μια πιθανότητα, «… πολλοί άνθρωποι προτείνουν διαφορετικές λύσεις για διαδρομές που θα χρησιμοποιούνται συχνά, όπως η μετάβαση από το σημείο προσγείωσης στον οικισμό ή από τον ένα οικισμό στον επόμενο». Ο Ruess προσθέτει.
Μια άλλη λύση είναι μια καθιερωμένη μορφή μεταφοράς. Αποφεύγοντας εντελώς την επαφή με την επιφάνεια, μειώνοντας έτσι τη σκόνη και αποφεύγοντας τα εμπόδια, ένα τελεφερίκ σεληνιακό μπορεί να είναι μια βιώσιμη πιθανότητα. Φαίνεται πιθανό ότι ένα τέτοιο δίκτυο μεταφοράς τελεφερίκ θα ήταν πολύ αποτελεσματικό. «Πολύ μεγάλα διαστήματα θα είναι δυνατά στη Σελήνη και επομένως το κόστος της υποδομής δεν είναι υπερβολικό», επισημαίνει ο Ruess. Αυτή η δυνατότητα εξετάζεται σοβαρά από τους προγραμματιστές σεληνιακού διακανονισμού.
Κοιτάζοντας πίσω τα προηγούμενα άρθρα της σειράς, ο Florian Ruess σχολιάζει εάν οι σεληνιακές βάσεις μπορούν να είναι κινητές και επισημαίνει μερικές από τις σοβαρές δυσκολίες που αντιμετωπίζουν οι σχεδιαστές οικισμών εάν πρόκειται να χρησιμοποιηθούν υλικά που εξορύσσονται τοπικά:
“Δεν είμαι οπαδός των κινητών βάσεων. Ένα τέτοιο σύστημα που περιλαμβάνει παραγωγή ενέργειας, επικοινωνίες και ιδιαίτερα μακροχρόνια προστασία μετεωροειδών και ακτινοβολίας δεν μου φαίνεται εφικτό. Αλλά τα τροχοφόρα οχήματα θα μπορούσαν να είναι υπό πίεση σχέδια ικανά να εξυπηρετήσουν επιστημονικές αποστολές αρκετών ημερών. Αυτή θα ήταν μια καλή λύση για την επέκταση των δυνατοτήτων μιας μόνιμης βάσης.
“Το τοπικό υλικό είναι ένα κρίσιμο αλλά δύσκολο ζήτημα. Η έρευνά μου μέχρι στιγμής έδειξε ότι μόνο αφού έχει αποδειχθεί μια συγκεκριμένη παρουσία και αποκτήθηκε εμπειρία με σεληνιακά ζητήματα και υλικά, θα είμαστε σε θέση να τολμήσουμε και να χτίσουμε ενδιαιτήματα από τοπικά υλικά. Σίγουρα όχι πριν ο άνθρωπος περπατήσει στη Σελήνη. Και παρακαλώ ξεχάστε το σεληνιακό σκυρόδεμα που αναφέρεται πολύ! Υπάρχουν τόσα πολλά showstoppers για αυτό το φανταστικό υλικό που δεν θέλω καν να τα αναφέρω. Η μόνη πρώιμη τοπική εφαρμογή υλικού που βλέπω είναι μετεωροειδής και ακτινοπροστασία χρησιμοποιώντας το regolith ως προστατευτικό υλικό.”
- Δημιουργία βάσης σελήνης: Μέρος 1 - Προκλήσεις και κίνδυνοι
- Δημιουργία βάσης σελήνης: Μέρος 2 - Έννοιες οικοτόπων
- Δημιουργία βάσης σελήνης: Μέρος 3 - Διαρθρωτικός σχεδιασμός
- Δημιουργία βάσης σελήνης: Μέρος 4 - Υποδομές και μεταφορές
Το "Building a Moon Base" βασίζεται σε έρευνα των Haym Benaroya και Leonhard Bernold ("Μηχανική σεληνιακών βάσεων“)
Συν μια αποκλειστική συνέντευξη με τον Florian Ruess, μηχανικό ακραίων οικοτόπων και ιδρυτή του Habitats for Extreme Environments - HE2
-Florian Ruess, ιδιωτική επικοινωνία.
Ευχαριστώ πολύ τον Florian Ruess για το χρόνο που συνέβαλε σε αυτό το άρθρο. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την εργασία του και τα σχέδια οικοτόπων ακραίου περιβάλλοντος, επισκεφθείτε τον ιστότοπό του στη διεύθυνση: HE-squared.com.
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το μέλλον του σεληνιακού διακανονισμού, ρίξτε μια ματιά στην Κοινωνία της Σελήνης και στον συνεργατικό πόρο, Lunarpedia.
