Nei prossimi decenni, molte agenzie spaziali sperano di condurre missioni con equipaggio sulla Luna e persino stabilire avamposti lì. In effetti, tra la NASA, l'Agenzia spaziale europea (ESA), Roscosmos e le agenzie spaziali indiane e cinesi, non mancano i piani per costruire basi e insediamenti lunari. Questi non solo stabiliranno una presenza umana sulla Luna, ma faciliteranno le missioni su Marte e approfondiranno lo spazio.
Ad esempio, l'ESA sta progettando di costruire un "villaggio lunare internazionale" sulla Luna entro il 2030. Come successore spirituale della Stazione Spaziale Internazionale (ISS), questo villaggio consentirebbe anche la ricerca scientifica in un ambiente lunare. Attualmente, i ricercatori europei stanno pianificando come costruire questo villaggio, che include esperimenti con simulanti di polvere lunare per creare mattoni.
Per dirla semplicemente, l'intera superficie della Luna è coperta di polvere (aka. Regolith) che è composta da sottili particelle di silicato grezzo. Questa polvere si è formata nel corso di miliardi di anni da costanti impatti di meteoriti che hanno martellato il mantello di silicato in particelle sottili. È rimasto in uno stato agitato e fine a causa del fatto che la superficie lunare non subisce agenti atmosferici o erosione (a causa della mancanza di atmosfera e acqua liquida).
Perché è così abbondante, che raggiunge una profondità di 4-5 metri (13-16,5 piedi) in alcuni punti - e fino a 15 metri (49 piedi) nelle aree montuose più vecchie - la regolazione è considerata da molte agenzie spaziali il materiale da costruzione di scelta per gli insediamenti lunari. Come ha spiegato Aidan Cowley, consulente scientifico dell'ESA ed esperto di terreno lunare, in un recente comunicato stampa dell'ESA:
“I mattoni lunari saranno fatti di polvere. Puoi crearne dei solidi blocchi per costruire strade e rilievi o habitat che proteggono i tuoi astronauti dal duro ambiente lunare. "
Oltre a sfruttare una risorsa locale apparentemente inesauribile, l'ESA prevede di utilizzare la regolite lunare per creare questa base e le relative infrastrutture dimostrano il loro impegno per l'utilizzo delle risorse in situ. Fondamentalmente, le basi sulla Luna, su Marte e in altre località del Sistema Solare dovranno essere il più autosufficienti possibile per ridurre la dipendenza dalla Terra per le spedizioni regolari di forniture - che sarebbero sia costose che esaustive in termini di risorse.
Per testare come la regolite lunare andrebbe bene come materiale da costruzione, gli scienziati dell'ESA hanno utilizzato simulanti della polvere lunare raccolti proprio qui sulla Terra. Come ha spiegato Aiden, la regolite sia sulla Terra che sulla Luna sono il prodotto del vulcanismo e sono fondamentalmente materiale basaltico costituito da silicati. "La Luna e la Terra condividono una storia geologica comune", ha detto, "e non è difficile trovare materiale simile a quello trovato sulla Luna nei resti dei flussi di lava".
I simulanti sono stati raccolti dalla regione intorno a Colonia, in Germania, che erano vulcanicamente attivi circa 45 milioni di anni fa. Usando la polvere vulcanica di questi antichi flussi di lava, che era determinata per essere una buona corrispondenza per la polvere lunare, i ricercatori dell'European Astronaut Center (EAC) hanno iniziato a usare la polvere (che hanno chiamato EAC-1) per modellare i prototipi dei mattoni che sarebbe usato per creare il villaggio lunare.
L'astronave EAC, un'iniziativa dell'ESA progettata per affrontare le sfide del volo spaziale con equipaggio, sta anche lavorando con l'EAC-1 per sviluppare le tecnologie e i concetti che saranno necessari per creare un avamposto lunare e per future missioni sulla Luna. Uno dei loro progetti è incentrato su come utilizzare l'ossigeno nella polvere lunare (che rappresenta il 40% di esso) per aiutare gli astronauti a prolungare i soggiorni sulla Luna.
Ma prima che l'ESA possa approvare la polvere lunare come materiale da costruzione, è ancora necessario condurre una serie di test. Questi includono la ricostruzione del comportamento della polvere lunare in un ambiente di radiazione per simulare il loro comportamento elettrostatico. Per decenni, gli scienziati hanno saputo che la polvere lunare è caricata elettricamente a causa del modo in cui è costantemente bombardata dalle radiazioni solari e cosmiche.
Questo è ciò che gli fa alzare la superficie e aggrapparsi a qualsiasi cosa tocchi (che gli astronauti dell'Apollo 11 hanno notato al ritorno al Modulo Lunare). Come indicato da Erin Transfield - un membro del team di attualità sulla polvere lunare dell'ESA - gli scienziati non comprendono ancora appieno la natura elettrostatica della polvere lunare, il che potrebbe costituire un problema quando si tratta di usarlo come materiale da costruzione.
Inoltre, gli esperimenti radiazione-ambiente non hanno ancora prodotto risultati conclusivi. Come biologa che sogna di essere la prima donna sulla Luna, Transfield ha indicato che sono necessarie ulteriori ricerche usando la vera polvere lunare. "Questo ci dà un motivo in più per tornare sulla Luna", ha detto. "Abbiamo bisogno di campioni incontaminati dalla superficie esposta all'ambiente di radiazione."
Oltre a stabilire una presenza umana sulla Luna e consentire missioni nello spazio profondo, la costruzione del villaggio lunare proposto dall'ESA offrirebbe anche opportunità per sfruttare le nuove tecnologie e creare partenariati tra il settore pubblico e privato. Ad esempio, l'ESA ha collaborato con lo studio di progettazione architettonica Foster + Partners per elaborare il progetto per il loro villaggio lunare e altre società private sono state assunte per aiutare a indagare su altri aspetti della sua costruzione.
Allo stato attuale, l'ESA prevede di costruire il suo villaggio lunare internazionale nella regione polare meridionale, dove è stato scoperto abbondante ghiaccio d'acqua. Per indagare su questo, l'ESA invierà il suo pacchetto per l'osservazione delle risorse e la missione di prospezione in loco per esplorazione, sfruttamento commerciale e trasporto (PROSPECT) sulla Luna nel 2020, che viaggerà come parte della missione russa Luna-27.
Questa missione, uno sforzo congiunto tra l'ESA e Roscosmos, coinvolgerà un lander costruito in Russia che si stabilirà nel bacino del Polo Sud-Aitken della Luna, dove la sonda PROSPECT si dispiegherà e perforerà in superficie per recuperare campioni di ghiaccio. Andando avanti, i piani a lungo termine dell'ESA prevedono anche una serie di missioni sulla Luna a partire dagli anni '20 che coinvolgano i lavoratori robot che aprono la strada agli esploratori umani per atterrare in seguito.
Nei prossimi decenni, le intenzioni delle principali agenzie spaziali del mondo sono chiare: non solo torneremo sulla Luna, ma intendiamo rimanere lì! A tal fine, sono state dedicate notevoli risorse alla ricerca e allo sviluppo delle tecnologie e dei concetti necessari per far sì che ciò accada. Entro il 2030, potremmo vedere gli astronauti (e persino i cittadini privati) che vanno e vengono dalla Luna con frequenza regolare.
E assicurati di guardare questo video sugli sforzi dell'EAC per studiare la regolite lunare, per gentile concessione dell'ESA:
