Χτίζοντας ένα σπίτι στη Σελήνη

Από το tvxs:

Το 1975, τρία χρόνια μετά την τελευταία προσεδάφιση του προγράμματος Apollo στη Σελήνη, η βρετανική τηλεόραση πρόβαλε το πρώτο επεισόδιο της σειράς επιστημονικής φαντασίας «Διάστημα: 1999». Η σειρά ξεκίνησε με μια πυρηνική έκρηξη σε μια σεληνιακή αποικία, η οποία αποκόπηκε μαζί με το μισό φεγγάρι, αποσπάστηκε από την τροχιά της και άρχισε ένα ταξίδι προς το άγνωστο, μυστηριώδες και αχανές διάστημα.

Η κεντρική ιδέα της σειράς συνόψιζε - έστω και ακροθιγώς - πολλά σημαντικά ζητήματα που εξακολουθούν να απασχολούν τους επιστήμονες αναφορικά με τη δυνατότητα δημιουργίας σεληνιακής βάσης. Ζητήματα όπως το σύστημα διατήρησης ζωής, οι ενεργειακές πηγές κλπ.

Το οξύμωρο είναι, ότι ενώ ακόμη δεν έπεσε μια «φτυαριά» στη Σελήνη, η ανθρωπότητα ήδη «κοιτά» προς τον Άρη. Βέβαια, το ένα δεν αποκλείει το άλλο, αλλά δύσκολα θα μπορούσε να διακρίνει κανείς μια σαφής «κούρσα» για την αποίκιση του φεγγαριού μας, στα πρότυπα εκείνης για τον πρώτο άνθρωπο στο διάστημα κατά την ψυχροπολεμική περίοδο.
Ωστόσο, το τελευταίο χρονικό διάστημα τα πράγματα κινήθηκαν εντυπωσιακά προς αυτή την κατεύθυνση: Η κινεζική άκατος Chang'e-4 μαζί με το μικρό ρόβερ της έκαναν την πρώτη ιστορική προσελήνωση στην αόρατη - γνωστή και ως «σκοτεινή» - πλευρά του φεγγαριού στις 3 Ιανουαρίου.

Στόχος του ρόβερ είναι η εξερεύνηση του μεγάλου κρατήρα Φον Κάρμαν, όπου έγινε η προσελήνωση, ενώ η άκατος θα κάνει επιστημονικές παρατηρήσεις με τα πολλά επιστημονικά όργανά της.

Τα διαστημόπλοια Chang'e 5 και 6 θα επιχειρήσουν να κάνουν ταξίδι στη Σελήνη μετ’ επιστροφής, ενώ το Chang'e 7 θα ερευνήσει το Νότιο Πόλο, περιοχή ιδιαίτερου ενδιαφέροντος για την κατοίκηση του ανθρώπου, επειδή περιέχει πάγο του νερού.

«Ελπίζουμε ότι το Chang'e 8 θα βοηθήσει στην οικοδόμηση μιας κοινής σεληνιακής βάσης που να μοιράζονται πολλές χώρες» ανέφερε ο αναπληρωτής επικεφαλής της Εθνικής Υπηρεσίας Διαστήματος της Κίνας (CNSA), Wu Yanhua.

Πριν λίγες μέρες εκτοξεύθηκε επιτυχώς το ισραηλινό σκάφος Beresheet, πάνω σε έναν πύραυλο Falcon 9 της Space X, της εταιρίας του Ελον Μασκ. από το ακρωτήριο Κανάβεραλ της Φλόριντα.

Παρεμπιπτόντως, ο Μασκ αποκάλυψε τα σχέδιά του για μια σεληνιακή αποικία τον Αύγουστο του 2017.

Το Ισραήλ φιλοδοξεί να γίνει η τέταρτη χώρα στην ιστορία που θα «πατήσει» στη Σελήνη, μετά τις ΗΠΑ, την πρώην ΕΣΣΔ και την Κίνα, με το χρηματοδοτούμενο από ιδιώτες μη επανδρωμένο ρομποτικό σκάφος, που σημαίνει «Γένεσις» στα εβραϊκά.

Αν όλα πάνε καλά, η ρομποτική άκατος «Γένεσις», κόστους περίπου 100 εκατομμυρίων δολαρίων, βάρους 585 κιλών και μεγέθους πλυντηρίου πιάτων, θα γράψει τη δική της ιστορία, καθώς θα γίνει η πρώτη ιδιωτική διαστημοσυσκευή που θα φθάσει στο φεγγάρι, καθώς όλες οι προηγούμενες αποστολές ήσαν κρατικές.

Αντίθετα με τις επανδρωμένες αποστολές των δεκαετιών του 1960 και του 1970, που χρειάστηκαν μόνο τρεις μέρες για να φθάσουν στο φεγγάρι, το ισραηλινό σκάφος θα ακολουθήσει μια πολύ πιο μακρινή και πολύπλοκη διαδρομή και υπολογίζεται να φθάσει στη φωτεινή (ορατή) πλευρά της Σελήνης, στην πεδιάδα Mare Serenitatis του βορείου ημισφαιρίου, στις 11 Απριλίου. Το σκάφος δεν προβλέπεται να λειτουργήσει περισσότερες από δύο μέρες πάνω στη σεληνιακή επιφάνεια.

Σεληνιακό χωριό

Το 2016, η Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος (ESA) ανακοίνωσε το σχέδιό της για μια μόνιμη σεληνιακή βάση. Το όραμα είναι ένα «χωριό», στο οποίο δεν θα κατοικούν μόνο επιστήμονες, αλλά και άνθρωποι άλλων ειδικοτήτων, έως και καλλιτέχνες. Συνεπώς, το «χωριό» θα έχει μια γκάμα δυνατοτήτων και αποστολών, όπως, φυσικά, την αστρονομική έρευνα, αλλά και τον τουρισμό ή την αναζήτηση ορυκτού πλούτου προς αξιοποίηση στη Γη.

Σε αντίθεση με τη NASA, η οποία έχει πολιτική αποκλεισμού διαστημικής συνεργασίας με την Κίνα, η ESA συνεργάζεται με την CNSA.

Ο Αριελ Εκμπλόου, ιδρυτής της Πρωτοβουλίας Διερεύνησης Διαστήματος στο MIT Media Lab, θέλει επίσης να «εκδημοκρατίσει το διάστημα» και, για το σκοπό αυτό, έχει συγκροτήσει ομάδες διεπιστημονικής έρευνας που κυμαίνονται από τη ρομποτική και τη συνθετική νευροβιολογία μέχρι την αρχιτεκτονική, την τέχνη, το χώρο και το σχέδιο.

Η NASA σκοπεύει να στείλει αστροναύτες στη Σελήνη μέχρι το 2030 και σχεδιάζει μια πλατφόρμα σε σεληνιακή τροχιά που ονομάζεται Gateway.

Ιδιωτικές εταιρείες «κατευθύνονται» επίσης προς τη Σελήνη. Η Blue Origin, για παράδειγμα, συνεργάζεται με την OHB και την MT Aerospace για την κατασκευή ενός διαστημοπλοίου - φορτηγού, το «Blue Moon», με στόχο την προσελήνωση.

Όμως, όποιος κι αν φτάσει στο φεγγάρι, η βασική προτεραιότητα θα είναι η επιβίωση. Ο μακρύτερος χρόνος που έζησε ο άνθρωπος στη Σελήνη μέχρι τώρα είναι μόνο τρεις μέρες. Για μεγαλύτερη διάρκεια παραμονής, το φεγγάρι μας δεν είναι ο πιο φιλόξενος προορισμός.

Προορισμός: Σελήνη

Η Σελήνη έχει θερμοκρασίες που κυμαίνονται από +127 έως -173 Κελσίου. Υπάρχει ακτινοβολία και χαμηλή βαρύτητα, το ένα έκτο εκείνης στη Γη. Μια σεληνιακή μέρα αντιστοιχεί με 29 γήινες μέρες, που σημαίνει δύο εβδομάδες φως ακολουθούμενες από δύο εβδομάδες σκοτάδι. Όπερ σημαίνει ένα ζήτημα για την ηλιακή ενέργεια. Επομένως, όλες οι νέες τεχνολογίες για μια σεληνιακή βάση πρέπει να λειτουργούν υπό αυτές τις συνθήκες.

Έχοντας αυτό υπόψη, όπως σημειώνει το BBC, αρκετοί οργανισμοί - όπως η Blue Origin, η Airbus Defense and Space και η ESA - δημιούργησαν μια μη κερδοσκοπική οργάνωση που ονομάζεται The Moon Race. Στόχος της είναι να ενθαρρύνει τις εταιρείες να αναπτύξουν τεχνολογίες στους τομείς της μεταποίησης, της παραγωγής ενέργειας, της αποθήκευσης πόρων και της βιολογίας (για τη διατήρηση του πρώτου σεληνιακού θερμοκηπίου) και θα εγκαινιαστεί επίσημα τον Οκτώβριο του 2019 στο Διεθνές Συνέδριο Αστροναυτικής.

Χτίζοντας ένα σπίτι

Το ταξίδι στη Σελήνη είναι ακριβό. Όσο βαρύτερο είναι το ωφέλιμο φορτίο, τόσο περισσότερο απαιτούνται καύσιμα και τόσο  υψηλότερο είναι το κόστος. Συνεπώς, η κατασκευή ενός χώρου διαβίωσης από τους διαθέσιμους πόρους της Σελήνης έχει νόημα. Υπάρχει η δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν σήραγγες λάβας, που σχηματίστηκαν κατά τη διάρκεια του ηφαιστειακού παρελθόντος της Σελήνης, ως καταφύγια, με πρόσβαση στο παγωμένο νερό κάτω από την επιφάνεια. Αλλά ένα πιο άμεσο σχέδιο είναι να οικοδομήσουμε ένα βιότοπο που να χρησιμοποιεί τον σεληνιακό ρηγόλιθο, δηλαδή τη λεπτή βαλσατική γκρίζα άμμο που είναι παρόμοια με την ηφαιστειακή άμμο στη Γη.

Έτσι, ο καθηγητής Ματιάς Σπερλ, από το Πανεπιστήμιο της Κολωνίας, συνεργάζεται με τη γερμανική διαστημική υπηρεσία, στην κατασκευή τούβλων από ηφαιστειακή σκόνη. Αυτά τα τούβλα θα χτίζουν κάτι σαν ένα ιγκλού, ώστε να είναι αρκετά ισχυρά να αντέξουν πρόσθετη πίεση από πάνω. Φυσικά, με την λέξη «πίεση» στη Σελήνη νοείται η ακτινοβολία δεδομένου ότι δεν υπάρχει άνεμος εκεί ώστε να παρασύρει κάποιο αντικείμενο πάνω στη βάση.

Ωστόσο, η διαδικασία κατασκευής σεληνιακών τούβλων δεν είναι εύκολη, ιύτε γρήγορη δουλειά. Ο επιστήμονας εξηγεί ότι θα χρειαστούν φακοί με τουλάχιστον ένα μέτρο διάμετρο ώστε να συλλέξουν το ηλιακό φως που θα επιτρέψει τη δημιουργία σεληνιακής σκόνης και στη συνέχεια τη δημιουργία του τούβλου. Μετά θα χρειαστούν αστροναύτες και ρομπότ να μεταφέρουν τα τούβλα στη βάση.

«Χρειάζονται περίπου πέντε ώρες για να γίνει ένα τούβλο», συνοψίζει ο Σπερλ, «και χρειάζεστε 10.000 τούβλα για ένα ιγκλού».

Επιβίωση

Από τη στιγμή που εντοπίστηκε παγωμένο νερό στους πόλους της Σελήνης και επιβεβαιώθηκε από την NASA τον περασμένο Αύγουστο, η σεληνιακή βάση θα μπορούσε να βρίσκεται σε εκείνες τις περιοχές. Αλλωστε, όπως αναφέρθηκε πιο πάνω, ακριβώς αυτή τη δυνατότητα πρόκειται να ερευνήσουν οι Κινέζοι.

Το οξυγόνο που βρίσκεται στον σεληνιακό ρηγόλιθο θα μπορούσε επίσης να εξαχθεί και να καταστεί διαθέσιμο για αναπνοή.

Στην αρχή, οι αστροναύτες θα πρέπει να φέρνουν φαγητό και νερό. Το Chang'e 4 προκάλεσε ρίγη ενθουσιασμού στην επιστημονική κοινότητα όταν ο σπόρος βαμβακιού που έφερε μαζί του, βλάστησε.

Βέβαια, η παραγωγή κατάλληλης τροφής στο διάστημα δεν είναι νέα ιδέα. Ξεκίνησε το 1982, όταν Σοβιετικοί κοσμοναύτες καλλιέργησαν το φυτό Arabidopsis thaliana, στον διαστημικό σταθμό Salyut-7.

Το 2010, το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα ανέπτυξε ένα πρωτότυπο «σεληνιακό θερμοκήπιο», ένα υδροπονικό σύστημα που χρησιμοποιεί ατμούς νατρίου και «φακέλους» για να συγκρατούν τους σπόρους χρησιμοποιώντας διοξείδιο του άνθρακα από την αναπνοή και τα ούρα των αστροναυτών για πότισμα. Καλώδια οπτικών ινών παρέχουν το ηλιακό φως.

Ενέργεια

Οι νέες ενεργειακές τεχνολογίες θα είναι καθοριστικές για τη ζωή στη Σελήνη. Τα καύσιμα στη Γη απαιτούν χημική αντίδραση μεταξύ υδρογόνου και οξυγόνου για την παραγωγή ηλεκτρισμού, με το νερό ως υποπροϊόν. Αμ και δεν υπάρχει ατμόσφαιρα στη Σελήνη, ωστόσο τα συστατικά είναι εκεί.

Οι επιστήμονες δουλεύουν πάνω στο διαχωρισμό του νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο με τη βοήθεια της άφθονης ηλιακής ενέργειας που υπάρχει στη Σελήνη και η χρήση τους για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Υπάρχει επίσης η δυνατότητα αποθήκευσης θερμικής ενέργειας χρησιμοποιώντας μια διαδικασία παρόμοια με τις αντλίες θερμότητας. Επειδή στη Σελήνη δεν υπάρχει ατμόσφαιρα και άνεμος, η θερμότητα από τον Ήλιο παραμένει εγκλωβισμένη στον ρηγόλιθο. ‘Ετσι, θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε ένα φακό ή έναν καθρέφτη για να εστιάσουμε το ηλιακό φως στο έδαφος και να χρησιμοποιήσουμε αυτόν τον πόρο για να διατηρήσουμε τη βάση ζεστή ή να παράγουμε ηλεκτρική ενέργεια.

Μόλις αυτές οι τεχνολογίες τελειοποιηθούν και δοκιμαστούν ώστε να εξασφαλίσουν ότι θα λειτουργήσουν σε σεληνιακές συνθήκες, οι αστροναύτες θα είναι σε θέση να οικοδομήσουν μια βάση στο φεγγάρι. Και το ΒΒC εκτιμά ότι θα είναι νωρίτερα από ό,τι νομίζουμε.