W nadchodzących dziesięcioleciach wiele agencji kosmicznych planuje wysłać astronautów na powierzchnię Księżyca. Co więcej, między Europejską Agencją Kosmiczną (ESA), China National Space Administration (CNSA) i Roscomos istnieje wiele planów budowy stałych placówek na Księżycu. Być może najbardziej znanym z nich jest plan ESA budowy Międzynarodowej Wioski Księżycowej,
Jako duchowy następca Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) wioska ta stanowiłaby bazę dla zespołów astronautów do prowadzenia niezbędnych badań i eksperymentów. W ostatnich latach w ramach tego planu przedstawiono kilka bardzo interesujących propozycji, z których najnowsza pochodzi z Europejskiego Centrum Astronautów ESA (EAC), w którym zespół studentów opracował propozycję trwałego środowiska księżycowego.
Liderem zespołu jest Angelus Chrysovalantis Alfatzis, student inżynierii architektonicznej na ostatnim roku studiów na National Technical University of Athens, Grecja. On i jego koledzy to tylko niektórzy z wielu młodych badaczy biorących udział w Spaceship EAC - inicjatywie ESA mającej na celu promowanie nawiązywania kontaktów i współpracy z uniwersytetami i instytucjami badawczymi w całej Europie.
Alfatzis i jego koledzy opracowali koncepcję bazy księżycowej na Międzynarodowy Konkurs Pitchów Księżycowych NewSpace2060 2018, wspólną inicjatywę ze Stowarzyszeniem Wioski Księżycowej, która odbyła się jesienią 2018 roku. Ich zgłoszenie było częścią koncepcji i kwestii architektonicznej Moon Village. gdzie zachęcano uczestników do wymyślania pomysłów, które działałyby przy istniejącej technologii i wiedzy o Księżycu.
Alfatzis opisuje swoje podejście architektoniczne jako „hiperlokalne”, które wykorzystuje koncepcję wykorzystania zasobów in situ (ISRU) w celu stworzenia zrównoważonych rozwiązań dla ekstremalnych środowisk w odległych miejscach. Jak wyjaśnił swoją wizję w niedawnym komunikacie prasowym ESA:
„Zawsze staram się znaleźć rozwiązania materiałowe i konstrukcyjne zgodnie z zasobami dostępnymi na miejscu. W tej chwili skupiam się na wykorzystaniu nieprzetworzonej gleby księżycowej do budowy i jej zastosowań architektonicznych. ”
Koncentracja ta jest zgodna z celami ESA dotyczącymi utworzenia Międzynarodowej Wioski Księżycowej, która wzywa do wykorzystania lokalnych zasobów nie tylko do produkcji bazy, ale także do zaspokojenia potrzeb jej załogi. Współpracując z innymi w ramach inicjatywy EAC statku kosmicznego, Alfatzis i jego koledzy z zespołu opracowali koncepcję CORE (Crater Outpost for Research and Exploration).
Koncepcja CORE wymaga modułowej konstrukcji, która wykorzystywałaby własną geografię Księżyca i regolit do ochrony przed żywiołami. Zespół wybrał jako swoją bazę bazę dorzecza Bieguna Południowego-Aitken, który oferuje korzyści wynikające ze stałego oświetlenia, łatwej komunikacji z Ziemią i bliskości złóż lodu wodnego.
Każdy moduł składałby się z nadmuchiwanej, prefabrykowanej konstrukcji z własnym systemem podtrzymywania życia i rurą centralną. W ten sposób moduły mogą być ustawione pionowo, jeden na drugim, umożliwiając jednocześnie transport między nimi. Jak wyjaśnił Alfatzis:
„Naszym pomysłem jest transport nadmuchiwanych modułów do podstawy małego krateru w Południowym Polarnym Regionie Księżyca, a następnie stopniowe wypełnianie wnęki ziemią księżycową, aż moduły zostaną skutecznie pochowane. Mierniki ekranowania ochronią osoby wewnątrz przed promieniowaniem. Budowanie wewnątrz krateru pomoże również zaizolować ze względu na stabilną temperaturę podziemnego środowiska Księżyca i zapewni ochronę przed mikrometeoroidami ”.
Plan wymaga również dodania modułu śluzy powietrznej do górnej części konstrukcji, który zostałby następnie pokryty większą ilością regolitu, aby zapewnić ochronę. Wewnątrz tej śluzy przechowywany byłby sprzęt EVA, a pył księżycowy zostałby złagodzony za pomocą elektromagnetycznego środka czyszczącego, który wykorzystałby właściwości magnetyczne regolitu do jego zebrania.
Wszystkie pionowo ułożone moduły byłyby połączone centralnie umieszczoną windą. Pierwszy moduł obok powierzchni mieściłby obiekty do przetwarzania odpadów i byłby miejscem, w którym astronauci przygotowują się do EVA i misji służbowych na powierzchnię. Środkowy moduł służyłby do badań i komunikacji, podczas gdy dolny moduł zawierałby sypialne kapsuły, pomieszczenia mieszkalne i sprzęt do ćwiczeń (zwany także „księżycową siłownią”).
Jak zauważył Alfatzis w filmie, który był częścią wpisu ich zespołu, kolejną zaletą projektu CORE jest możliwość rozszerzenia go na sąsiednie kratery. „Wybrana lokalizacja do wdrożenia pozwala na dostarczenie i skonfigurowanie kolejnych instalacji modułów, tworząc prawdziwą wioskę siedlisk w bliskich rezydencjach” - powiedział. „Uświadomienie sobie wioski Księżycowej jest ważnym krokiem w zrównoważonej, załogowej eksploracji.”
Ostatecznie głównym celem CORE jest stworzenie siedliska, które wspiera życie ludzkie poprzez ochronę jego mieszkańców przed warunkami zewnętrznymi, które w innym przypadku mogłyby stanowić zagrożenie. Pod tym względem wcale nie jest inaczej niż siedliska zbudowane tutaj na Ziemi, z tym wyjątkiem, że przy projektowaniu siedlisk dla Księżyca należy wziąć pod uwagę szczególne względy.
Należą do nich brak oddychającej atmosfery, ekstremalne temperatury, rodzaj terenu i niska grawitacja Księżyca - około 16,5% ziemskiej. Brak ochronnego pola magnetycznego oznacza również, że każda baza księżycowa będzie musiała być w stanie chronić swoich mieszkańców przed promieniowaniem słonecznym i kosmicznym, nie wspominając już o małych meteorytach, które regularnie padają na powierzchnię.
Za swoją koncepcję Alfatzis i zespół EAC Spaceship zostali nagrodzeni za drugie miejsce. Jak wskazał Alfatzis, ich sukces był spowodowany zróżnicowanymi talentami, które ich drużyna wniosła do stołu:
„Wielodyscyplinarny charakter naszego zespołu - od inżynierów kosmicznych po biologów - pomógł nam zbadać wszystkie szczegóły budowy i wymagań energetycznych. Całe to doświadczenie skłoniło nas do głębszego zastanowienia się nad różnymi aspektami budowy księżyca i jego życia, pokazując nam wiele różnych możliwości naszej przyszłości na Księżycu. ”
Obecnie ESA, CNSA, Roscosmos i NASA mają nadzieję zbudować księżycową placówkę do końca lat dwudziestych lub wczesnych dwudziestych XX wieku. Najprawdopodobniej baza ta będzie wynikiem współpracy między tymi i innymi agencjami, z których wszystkie mogą zyskać dzięki stałej bazie badawczej, która ułatwi przyszłe misje na Marsie i innych miejscach w Układzie Słonecznym.
