Il ritorno sulla Luna è stato il sogno febbrile di molti scienziati e astronauti. Da quando il Programma Apollo è culminato con i primi astronauti che hanno messo piede sulla Luna il 20 luglio 1969, abbiamo cercato modi per tornare sulla Luna ... e rimanere lì. In quel momento, sono state redatte e prese in considerazione più proposte. Ma in ogni caso, questi piani fallirono, nonostante le parole coraggiose e gli impegni audaci presi.
Tuttavia, in un seminario che ha avuto luogo nell'agosto 2014, i rappresentanti della NASA hanno incontrato il genetista di Harvard George Church, Peter Diamandis della X Prize Foundation e altre parti hanno investito nell'esplorazione dello spazio per discutere di opzioni a basso costo per il ritorno sulla Luna. I documenti, che sono stati recentemente resi disponibili in un numero speciale di New Space, descrivono come un insediamento potrebbe essere costruito sulla Luna entro il 2022 e per il costo relativamente basso di $ 10 miliardi.
In parole povere, ci sono molti vantaggi nello stabilire una base sulla Luna. Oltre a fornire stazioni di rifornimento che porterebbero via miliardi di future missioni spaziali - in particolare su Marte, che sono previste per gli anni 2030 - fornirebbero opportunità uniche per la ricerca scientifica e la sperimentazione di nuove tecnologie. Ma i piani per costruirne uno sono stati costantemente ostacolati da due ipotesi chiave.
Il primo è che il finanziamento è l'ostacolo più grande da superare, il che è comprensibile alla luce degli ultimi 50 anni di costi delle missioni spaziali. Per dirla in prospettiva, il programma Apollo costerebbe ai contribuenti circa $ 150 miliardi in dollari di oggi. Nel frattempo, il budget annuale della NASA per il 2015 era di circa $ 18 miliardi, mentre il suo 2016 dovrebbe raggiungere $ 19,3 miliardi. Nei giorni in cui l'esplorazione dello spazio non è una questione di sicurezza nazionale, il denaro sarà sicuramente più scarso.
Il secondo presupposto è che un mandato presidenziale per "tornare sulla Luna per restare" è tutto ciò che serve per superare questo problema e rendere disponibili i budget necessari. Ma nonostante ripetuti tentativi, nessun mandato per rinnovate esplorazioni lunari o spaziali ha risolto il problema. In breve, l'esplorazione dello spazio è ostacolata dal pensiero convenzionale che presuppone che siano necessari ingenti budget e che le amministrazioni debbano semplicemente renderli disponibili.
In verità, una serie di progressi che sono stati fatti negli ultimi anni stanno permettendo missioni che costerebbero molto meno. Questo e il modo in cui una base lunare potrebbe essere un vantaggio per l'esplorazione dello spazio e l'umanità, sono stati gli argomenti di discussione nel seminario del 2014. Come l'astrobiologo della NASA Chris McKay - che ha curato il New Space serie di riviste - ha detto a Space Magazine via e-mail, uno dei principali vantaggi di una base economica sulla Luna è che porterà altre missioni nel regno dell'accessibilità economica.
"Sono interessato a una base di ricerca a lungo termine su Marte, non solo a un atterraggio umano a breve termine", ha affermato. “Stabilire una base di ricerca sulla Luna dimostra che sappiamo come farlo e possiamo farlo in modo sostenibile. Dobbiamo allontanarci dalla situazione attuale in cui i costi sono così alti che una base sulla Luna, una missione umana su Marte e una missione umana su un asteroide si escludono a vicenda. Se riusciamo a ridurre i costi di 10 volte o più, possiamo farli tutti. "
Al centro di questo sono diversi cambiamenti chiave che hanno avuto luogo nell'ultimo decennio. Questi includono lo sviluppo dell'attività di lancio nello spazio, che ha portato a una riduzione complessiva del costo dei singoli lanci. L'emergere del settore NewSpace - ovvero un termine generale per varie imprese aerospaziali commerciali private - è un altro, che ha fatto progressi recenti nella tecnologia e ha trovato applicazioni per loro nello spazio.
Secondo McKay, questi e altri sviluppi tecnologici aiuteranno a risolvere il problema di bilancio. “Oltre ai costi di lancio, sono fondamentali per ridurre i costi di una base sulla Luna è utilizzare le tecnologie per lo sviluppo sostenibile sulla Terra. I miei esempi preferiti sono la stampa 3D, le auto elettriche, i robot autonomi e i servizi igienici per il riciclaggio (come la toilette a diversione blu). "
Alexandra Hall, ex Senior Director della X Prize Foundation e uno dei principali autori della serie, ha anche espresso l'importanza delle tecnologie emergenti nel rendere funzionale questa base lunare. Come ha detto a Space Magazine via e-mail, questi avranno significativi benefici qui sulla Terra, specialmente nei prossimi decenni in cui l'aumento della popolazione coinciderà con la diminuzione delle risorse.
"I progressi nel supporto vitale e nella vita ad anello chiuso necessari per sostenere la vita per lunghi periodi sulla Luna forniranno senza dubbio spin-off positivi a beneficio sia dell'ambiente che della nostra capacità di vivere con il cambiamento del clima e la diminuzione delle risorse", ha affermato. "Se riusciamo a capire come costruire strutture con ciò che è già sulla Luna, possiamo usare quella tecnologia per aiutarci a creare infrastrutture e soluzioni di riparo dai materiali in situ sulla Terra. Se possiamo usare la roccia che è proprio lì, forse possiamo evitare di spedire asfalto e mattoni in tutto il mondo! "
Un altro aspetto importante per rendere conveniente una base lunare era il potenziale per i partenariati internazionali, così come quelli tra il settore privato e quello pubblico. Come ha spiegato Hall:
“Mentre ci saranno mercati commerciali per gli eventuali frutti delle nostre attività di esplorazione lunare, i mercati iniziali saranno probabilmente dominati dai governi. Il settore privato è in grado di rispondere al meglio in modi che forniscono soluzioni economiche e competitive quando i governi specificano e si impegnano a perseguire obiettivi di esplorazione a lungo termine. Credo che una vittoria di Google Lunar XPRIZE eliminerà altri partner privati e commerciali per aver perseguito un accordo permanente sulla Luna, che potrebbe eclissare la necessità di una significativa partecipazione del governo. Una volta che una piccola azienda dimostra che è effettivamente possibile raggiungere la Luna ed essere produttivi, ciò consente agli altri di iniziare a pianificare nuove attività e attività. "
Per quanto riguarda dove andrà questa base e cosa farà, che è descritto nell'articolo di prefazione, "Verso un insediamento lunare a basso costo". In sostanza, la base lunare proposta esisterebbe in uno dei poli e sarebbe modellata sulla stazione antartica degli Stati Uniti al Polo Sud. Sarebbe gestito dalla NASA o da un consorzio internazionale e ospiterebbe un equipaggio di circa 10 persone, un mix di personale e scienziati sul campo che verrebbero ruotati tre volte l'anno.
Le attività sulla base, che sarebbero assistite da dispositivi robotici autonomi e gestiti a distanza, verterebbero sul sostegno alla ricerca sul campo, principalmente da parte di studenti laureati che svolgono lavori di tesi. Un'altra attività chiave per i residenti sarebbe la sperimentazione di tecnologie e programmi precedenti che potrebbero essere utilizzati su Marte, dove la NASA spera di inviare astronauti nei prossimi decenni.
Più volte nella serie, si sottolinea che ciò può essere fatto per il costo relativamente basso di $ 10 miliardi. Queste valutazioni generali sono delineate nel documento intitolato "Un riassunto della valutazione economica e dell'analisi dei sistemi di un'architettura lunare evolvibile che sfrutta le capacità dello spazio commerciale e il partner pubblico-privato". Come si conclude:
“Sulla base dell'esperienza delle recenti innovazioni del programma NASA, come il programma COTS, un ritorno umano sulla Luna potrebbe non essere così costoso come si pensava in precedenza. Gli Stati Uniti potrebbero condurre un ritorno di esseri umani sulla superficie della Luna entro un periodo di 5-7 anni dall'autorità per procedere a un costo totale stimato di circa $ 10 miliardi (–30%) per due fornitori di servizi commerciali indipendenti e concorrenti, o circa $ 5 miliardi per ciascun fornitore, utilizzando metodi di partnership. "
Altre questioni discusse nella serie sono la posizione della base e la natura dei suoi sistemi di supporto vitale. Nell'articolo intitolato "Scelta del sito per l'industrializzazione lunare, lo sviluppo economico e l'insediamento", il caso è fatto per una base situata nella regione polare settentrionale o meridionale. Scritto da Dennis Whigo, fondatore e CEO di Skycorp, l'articolo identifica due potenziali siti per una base lunare, utilizzando parametri di input sviluppati in consultazione con i venture capitalist.
Questi includono i problemi di disponibilità di energia, comunicazioni a basso costo su vaste aree, disponibilità di possibili acqua (o molecole a base di idrogeno) e altre risorse e mobilità superficiale. Secondo queste valutazioni, la regione polare settentrionale è una buona posizione grazie al suo ampio accesso all'energia solare. Il polo meridionale è anche identificato come un potenziale sito (in particolare nel cratere di Shackleton) a causa della presenza di ghiaccio d'acqua.
Infine, ma certamente non meno importante, la serie esplora il problema delle opportunità economiche che potrebbero avere benefici di vasta portata per le persone qui sulla Terra. Il primo tra questi è il potenziale per la creazione di energia solare spaziale (SSP), un concetto che è stato esplorato come una possibile soluzione alla dipendenza dell'umanità dai combustibili fossili e ai limiti dell'energia solare terrestre.
Mentre i collettori solari basati sulla Terra sono limitati da fenomeni meteorologici (cioè il tempo) e dal ciclo diurno della Terra (notte e giorno), i collettori solari posti in orbita sarebbero in grado di raccogliere energia dal Sole tutto il giorno. Tuttavia, le questioni relative al lancio e ai costi di trasmissione dell'energia wireless rendono questa opzione finanziariamente poco attraente.
Ma come indicato nella "Fabbrica solare auto-replicante basata sulla luna", la creazione di una fabbrica sulla Luna potrebbe ridurre i costi di un fattore quattro. Questa fabbrica potrebbe costruire satelliti di energia solare con materiale lunare, utilizzando un sistema autoreplicante (SRS) in grado di costruire repliche di se stesso, quindi dispiegarli nell'orbita geostazionaria della Terra tramite un acceleratore elettromagnetico lineare (alias Mass Driver).
Un tema prioritario della serie è come una base lunare offrirebbe opportunità di cooperazione, sia tra il settore pubblico e privato e le diverse nazioni. L'ISS è stato più volte usato un esempio, che ha beneficiato notevolmente nell'ultimo decennio di programmi come il COTS (Commercial Orbital Transportation Services) della NASA, che ha avuto molto successo nell'acquisizione di un servizio di trasporto conveniente per la stazione.
È quindi comprensibile il motivo per cui la NASA e quelle aziende che hanno beneficiato di COTS vogliono estendere questo modello alla Luna - in quello che viene spesso definito programma Lunar Commercial Orbital Transfer Services (LCOTS). Oltre a stabilire una presenza umana sulla Luna, questo sforzo viene intrapreso con la consapevolezza che spingerà anche lo sviluppo di tecnologie e capacità che potrebbero portare a un prezzo accessibile per Marte nei prossimi anni.
È sicuramente un'idea entusiasmante: tornare sulla Luna e gettare le basi per un insediamento umano permanente lì. È anche eccitante se considerato nel più ampio contesto dell'esplorazione dello spazio, come una base sulla Luna ci aiuterà a raggiungere ulteriormente lo spazio. Su Marte, sulla Cintura degli Asteroidi, forse sul Sistema Solare esterno e oltre.
E ad ogni passo, le opportunità per l'utilizzo delle risorse e la ricerca scientifica si espanderanno di conseguenza. Può sembrare roba da sogno; ma poi di nuovo, così fece l'idea di mettere un uomo sulla Luna prima della fine degli anni '60. Se c'è una cosa che quell'esperienza particolare ci ha insegnato, è che mettere piede su un altro mondo lascia impronte durature!
