W nadchodzących dziesięcioleciach wiele agencji kosmicznych ma nadzieję przeprowadzić misje z załogą na Księżyc, a nawet założyć tam placówki. W rzeczywistości między NASA, Europejską Agencją Kosmiczną (ESA), Roscosmos oraz indyjskimi i chińskimi agencjami kosmicznymi nie brakuje planów budowy baz księżycowych i osad. Ustanowią one nie tylko ludzką obecność na Księżycu, ale także ułatwią misje na Marsie i głębiej w kosmos.
Na przykład ESA planuje budowę „międzynarodowej wioski księżycowej” na Księżycu do 2030 roku. Jako duchowy następca Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), wioska ta pozwoliłaby również na badania naukowe w środowisku księżycowym. Obecnie europejscy naukowcy planują rozpocząć budowę tej wioski, która obejmuje przeprowadzenie eksperymentów z symulantami pyłu księżycowego w celu stworzenia cegieł.
Mówiąc najprościej, cała powierzchnia Księżyca pokryta jest pyłem (inaczej regolit), który składa się z drobnych cząstek szorstkiego krzemianu. Pył ten powstał w ciągu miliardów lat w wyniku ciągłych uderzeń meteorytów, które wbiły płaszcz krzemianowy w drobne cząstki. Pozostał w stanie szorstkim i drobnym ze względu na fakt, że na powierzchni Księżyca nie występuje wietrzenie ani erozja (z powodu braku atmosfery i ciekłej wody).
Ponieważ jest tak obfity, osiągając głębokości 4-5 metrów (13-16.5 stóp) w niektórych miejscach - i do 15 metrów (49 stóp) na starszych obszarach górskich - wiele agencji kosmicznych uważa regolit za materiał budowlany z wyboru dla księżycowych osad. Jako Aidan Cowley, doradca naukowy ESA i ekspert w zakresie gleby księżycowej, wyjaśnił w niedawnym komunikacie prasowym ESA:
„Księżycowe cegły będą zrobione z pyłu. Możesz z niego tworzyć solidne bloki, aby budować drogi i platformy startowe lub siedliska, które chronią twoich astronautów przed trudnym księżycowym środowiskiem. ”
Oprócz korzystania z pozornie niewyczerpanego zasobu lokalnego, plany ESA dotyczące wykorzystania księżycowego regolitu do stworzenia tej bazy i powiązanej infrastruktury pokazują ich zaangażowanie w wykorzystanie zasobów in-situ. Zasadniczo bazy na Księżycu, Marsie i innych lokalizacjach w Układzie Słonecznym będą musiały być tak samowystarczalne, jak to możliwe, aby zmniejszyć zależność od Ziemi w przypadku regularnych dostaw zapasów - co byłoby zarówno kosztowne, jak i wyczerpujące zasoby.
Aby przetestować, w jaki sposób księżycowy regolit będzie się sprawdzał jako materiał budowlany, naukowcy z ESA wykorzystali symulatory pyłu księżycowego zebrane tutaj na Ziemi. Jak wyjaśnił Aiden, regolit zarówno na Ziemi, jak i na Księżycu jest produktem wulkanizmu i jest zasadniczo materiałem bazaltowym zbudowanym z krzemianów. „Księżyc i Ziemia mają wspólną historię geologiczną” - powiedział - „i nie jest trudno znaleźć materiał podobny do tego znalezionego na Księżycu w pozostałościach lawy”.
Symulant zebrano z regionu wokół Kolonii w Niemczech, który był aktywny wulkanicznie około 45 milionów lat temu. Używając proszku wulkanicznego z tych starożytnych przepływów lawy, które zostały uznane za dobre dopasowanie do pyłu księżycowego, naukowcy z Europejskiego Centrum Astronautów (EAC) zaczęli wykorzystywać proszek (który nazwali EAC-1) do tworzenia prototypów cegieł który zostałby wykorzystany do stworzenia wioski księżycowej.
Statek kosmiczny EAC, inicjatywa ESA mająca na celu sprostanie wyzwaniom załogi lotów kosmicznych, współpracuje również z EAC-1 w celu opracowania technologii i koncepcji, które będą potrzebne do stworzenia księżycowej placówki i przyszłych misji na Księżyc. Jeden z ich projektów koncentruje się na wykorzystaniu tlenu w pyle księżycowym (który stanowi 40% jego ilości), aby pomóc astronautom w wydłużeniu pobytu na Księżycu.
Ale zanim ESA zdąży podpisać się na pyle księżycowym jako materiale budowlanym, należy przeprowadzić szereg testów. Obejmują one odtworzenie zachowania pyłu księżycowego w środowisku promieniowania w celu symulacji ich zachowania elektrostatycznego. Przez dziesięciolecia naukowcy wiedzieli, że pył księżycowy jest naładowany elektrycznie z powodu tego, że jest stale bombardowany przez promieniowanie słoneczne i kosmiczne.
To właśnie powoduje, że unosi się z powierzchni i przylega do wszystkiego, czego dotyka (co zauważyli astronauci Apollo 11 po powrocie do modułu księżycowego). Jak wskazała Erin Transfield - członek zespołu miejscowego pyłu księżycowego ESA - naukowcy nadal nie rozumieją w pełni elektrostatycznej natury pyłu księżycowego, co może stanowić problem, jeśli chodzi o wykorzystanie go jako materiału budowlanego.
Co więcej, eksperymenty z promieniowaniem i środowiskiem nie przyniosły jeszcze rozstrzygających wyników. Jako biolog, który marzy o tym, by być pierwszą kobietą na Księżycu, Transfield wskazał, że konieczne są dalsze badania przy użyciu rzeczywistego pyłu księżycowego. „To daje nam jeszcze jeden powód, aby wrócić na Księżyc” - powiedziała. „Potrzebujemy nieskazitelnych próbek z powierzchni wystawionej na działanie promieniowania.”
Oprócz ustanowienia ludzkiej obecności na Księżycu i umożliwienia misji w kosmosie, budowa proponowanej przez ESA wioski księżycowej zapewniłaby również możliwości wykorzystania nowych technologii i nawiązania współpracy między sektorem publicznym i prywatnym. Na przykład ESA współpracowała z firmą projektową architektury Foster + Partners, aby opracować projekt ich wioski księżycowej, a inne prywatne firmy zostały zatrudnione do pomocy w zbadaniu innych aspektów jej budowy.
Obecnie ESA planuje zbudować swoją międzynarodową wioskę księżycową w południowym regionie polarnym, gdzie odkryto obfity lód wodny. Aby to zbadać, ESA wyśle swój pakiet do obserwacji zasobów i poszukiwania in situ w celu eksploracji, komercyjnej eksploatacji i transportu (PROSPECT) na Księżyc w 2020 r., Który będzie podróżował w ramach rosyjskiej misji Luna-27.
Ta misja, wspólny wysiłek ESA i Roscosmos, będzie polegać na rosyjskim lądowniku ustawionym w dorzeczu Księżyca na biegunie południowym-Aitken, gdzie sonda PROSPECT rozłoży się i wierci w powierzchni w celu pobrania próbek lodu. Idąc dalej, długoterminowe plany ESA wymagają także serii misji na Księżyc, które rozpoczną się w latach 2020, w których robotnicy będą torować drogę dla ludzkich odkrywców na później.
W nadchodzących dziesięcioleciach intencje wiodących światowych agencji kosmicznych są jasne - nie tylko wracamy na Księżyc, ale zamierzamy tam pozostać! W tym celu przeznaczono znaczne zasoby na badania i rozwój niezbędnych technologii i koncepcji niezbędnych do tego, aby tak się stało. Do lat 30. XX wieku możemy po prostu zobaczyć astronautów (a nawet prywatnych obywateli) przybywających i wychodzących z Księżyca z regularną częstotliwością.
I koniecznie sprawdź ten film wideo o wysiłkach EAC w badaniu księżycowego regolitu, dzięki uprzejmości ESA:
