COSTRUIRE UNA BASE LUNARE: PARTE 2 - CONCETTI DELL'HABITAT

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I piani sono in corso per costruire una base con equipaggio sulla Luna. Come probabilmente avresti indovinato, ci sono alcuni pericoli e pericoli nel rimandare l'umanità per stabilire "beni immobili" lunari. Tutto molto bene, ma come guadagneremo quel primo punto d'appoggio nella regolite lunare? Quale sarà la migliore forma di struttura dell'habitat che può essere costruita per soddisfare al meglio le nostre esigenze? Queste domande hanno alcune risposte ovvie e non così ovvie da parte degli ingegneri strutturali che già pubblicano le loro idee e costruiscono prototipi ...

Nella parte 1 di questa mini serie "Costruire una base lunare", sono stati delineati alcuni dei pericoli che gli astronauti e i futuri coloni devono affrontare. La polvere lunare potrebbe (con ogni probabilità) essere un rischio per la salute, micrometeoriti e altri proiettili accelerati potrebbero far esplodere strutture in pressione, particelle altamente energetiche del Sole potrebbero irradiare insediamenti non protetti, danni al macchinario potrebbero essere causati dal vuoto ... in genere un sacco misto di cattivo notizia. Ma se non altro, noi umani abbiamo la capacità di battere le probabilità e avere successo (se la politica e le finanze lo consentono ovviamente!). Questa seconda puntata tratta dei concetti strutturali dell'habitat che sono stati pianificati per servire al meglio i primi insediamenti intermedi e permanenti sulla Luna quando superiamo tutte le probabilità.

"Building a Moon Base" si basa sulla ricerca di Haym Benaroya e Leonhard Bernold ("Ingegneria delle basi lunari“)

Sono stati proposti molti tipi di strutture per le colonie lunari. Tuttavia, l'obiettivo principale dei pianificatori delle missioni è incentrato su costi ed efficienza. Le strutture fabbricate sulla Terra, sebbene praticabili, dovrebbero essere molto leggere per consentire un facile lancio fuori dal profondo pozzo gravitazionale della Terra. In genere si prevede che le prime basi da stabilire sulla superficie lunare saranno costruite sulla Terra, ma una volta istituita una base di operazioni, con un contingente di lavoratori / coloni umani (e forse robot), i materiali locali dovrebbero essere estratti e habitat fabbricati sul posto (cioè costruito sulla Luna). Alcune delle strutture attualmente in esame sono di seguito dettagliate.

Disegni gonfiabili

Gli habitat gonfiabili sono sempre stati i preferiti, ottimizzando lo spazio abitativo utilizzando materiali leggeri. Dato che la Luna non ha atmosfera (a parte alcuni gas molto tenui che vengono "superati" dalla sua superficie), qualsiasi habitat dovrebbe essere fortemente pressurizzato per simulare l'atmosfera terrestre (a circa 1 atmosfera o 101.325 Pa) e le quantità di gas atmosferico. A causa delle elevate forze che agiscono verso l'esterno (dalla pressione del gas mantenuta), l'integrità strutturale di un gonfiabile può essere garantita. Supponendo che la membrana del gonfiabile sia abbastanza forte, il rischio di depressurizzazione dovrebbe essere basso.

Vi è tuttavia un grosso problema con i gonfiabili. In un ambiente simile al vuoto come quello della Luna, c'è poca protezione dai micrometeoriti (piccole rocce spaziali naturali o detriti spaziali artificiali). Una depressurizzazione catastrofica potrebbe verificarsi se un proiettile ad alta velocità provoca una debolezza della membrana. Esistono alcune soluzioni, come coprire gli habitat gonfiabili con uno strato di regolite protettiva e dovranno essere predisposte estese cassette di sicurezza.

Un disegno (nella foto a sinistra) utilizza "cuscini" gonfiabili per creare una forma cuboidea (piuttosto che la forma sferica più naturale). Molti di questi cuscini possono essere allineati e aggiunti per creare un insediamento in crescita. Manterrebbero la loro forma usando travi ad alta resistenza per combattere contro il materiale della membrana a soffietto. La protezione dai micrometeoriti e dalle radiazioni solari sarebbe fornita dalla regolite.

Erectables
Gli erettibili classici sono stati ampiamente testati e sono una forma consolidata di costruzione. Concentrandosi sulla facilità di assemblaggio, un piano prevede l'invio di componenti in un'orbita terrestre bassa. Una cornice può essere facilmente eretta e agire come una forma tetraedrica, esaedrica o ottaedrica mediante la quale basare la progettazione di un semplice modulo habitat. Una volta completato, il modulo potrebbe essere spedito sulla Luna dove sarà controllato in un atterraggio morbido. Questo metodo utilizza la tecnologia esistente e può essere uno dei concetti più fattibili per iniziare una base lunare. Una struttura di base potrebbe anche essere costruita sulla superficie lunare in modo simile.

Materiali locali
In definitiva, si spera che un insediamento sulla Luna disponga di un'infrastruttura in grado di estrarre materiali locali, fabbricare quantità di base e costruire strutture con input nulli o nulli dalla Terra. Questo grado di autonomia sarebbe richiesto se una fiorente base lunare dovesse avere successo.

Tuttavia, per mantenere la tenuta stagna all'interno degli habitat, sarebbe necessario fabbricare una nuova forma di calcestruzzo. Tutti i componenti di una miscela di cemento lunare possono essere trovati sulla Luna, sebbene l'acqua (e quindi l'idrogeno) sarà a un prezzo superiore. Poiché la Luna è ricca di zolfo, un diverso tipo di calcestruzzo (meno la necessità di acqua) può essere creato per aiutare nella costruzione di habitat arcuati e a cupola. Alcuni "geotessili" possono anche essere realizzati tramite una raffinazione avanzata, creando materiali filmosi per sigillare gli interni dell'habitat.

Costruire utilizzando materiali estratti localmente sarà molto probabilmente uno dei metodi più avanzati di costruzione sulla Luna, quindi almeno nelle prime fasi, i coloni dipenderanno dalla Terra per il supporto.

Tubi di lava
Esistono antichi tubi di lava sotto la superficie lunare e possono essere utilizzati dai coloni. L'uso di sistemi di caverne naturali avrà molti vantaggi, principalmente la costruzione minima. Molti sostenitori di questo piano sottolineano che ci sono troppi rischi associati alle strutture sopra la superficie, perché non usare invece un riparo naturale? I tubi di lava possono essere interconnessi, consentendo insediamenti di grandi dimensioni, inoltre possono essere facilmente sigillati, consentendo habitat in pressione. I coloni lunari saranno anche sufficientemente protetti dai micrometeoriti e dalle radiazioni solari.

Rovers

Per colmare il divario tra una base immobile e un rover altamente mobile, la prima base può consistere in coloni che vivono e viaggiano in a Roving Base lunare In effetti, molti designer suggeriscono che questa soluzione potrebbe essere una risposta a lungo termine al futuro di una colonia sulla Luna. A differenza dell'attuale "Moon Buggy" lunare (Nella foto), i futuri rover sarebbero di grandi dimensioni, in grado di ospitare diverse persone all'interno di una cabina pressurizzata. L'uso dei rover come base può influire negativamente sui processi che solo le basi statiche e permanenti possono raggiungere (cioè le attività agricole), ma una base vagante consentirebbe ai coloni la libertà di muoversi quando e dove richiesto attorno al paesaggio lunare.