В този вълнуващ, но предизвикателен период на изследване на космоса времето бързо наближава за сериозни дизайнерски концепции за първите местообитания, които ще бъдат изградени върху лунния пейзаж. В предишни статии разгледахме опасностите, свързани с подобно начинание, разгледахме структурите, които са ни на разположение, дори сме описали конкретна структура, подобна на хангар, която може да използва местно добивани материали. Сега разглеждаме възможните инфраструктурни елементи, които ще са необходими за поддържане на жизнеспособна колония на Луната. Флориан Руес, строителен инженер, който работи за бъдещето на местообитанията в екстремни среди, също отдели време с сп. „Спейс“, за да даде своите мнения за бъдещето на човечеството на лунната почва…
Представете си, че се опитвате да изградите структура на повърхността на Луната. Две от най-големите пречки, с които ще се сблъскат първите лунни заселници, са много ниската гравитация и финият прах, причиняващ всякакви строителни проблеми. Въпреки че изглежда вероятно първите местообитания да бъдат изградени чрез автоматизирани процеси, преди човечеството дори да стъпи на Луната, създаването на инфраструктура за селище ще бъде от първостепенно значение за инженерите, така че строителството да бъде направено възможно най-ефективно.
Инфраструктурата ще бъде един от най-важните фактори за планиращите мисии. Как ще бъдат изработени строителните материали? Как ще се доставя материал на строителните работници? Как ще се доставят ценна вода и храна в новоизлюпената лунна колония? Могат ли превозните средства да доставят от А до Б с малко усилия?
Исторически примери за ефективността на ефективната транспортна инфраструктура могат да се видят в сплотеността на градовете около реките (традиционно най-бързият начин за превоз на хора и материали в дадена страна). Каналите бяха от съществено значение за оживяване на градовете по време на индустриалната революция във Великобритания в края на 18 век. Тъй като железопътните линии свързваха Изтока и Запада на Северна Америка през последната половина на 19-ти век, ускорението на нарастването на населението се наблюдаваше от хората, изкореняващи и „прибирайки дома“ новите, достъпни земеделски земи. През последните 50 години „ефектът на магистралата в Южна Калифорния“ е отговорен за разпространението на бензиностанции, ресторанти, магазини, последвани от жилищни райони за работници - в крайна сметка цели градове се основават на лесния достъп за транспорт.
Бъдещата пилотирана колонизация на Луната и Марс най-вероятно ще се основава на подобен принцип; успехът на лунно селище ще зависи силно от ефективността на транспортната структура.
Изглежда, че повечето превозни средства около Луната ще зависят от колесните методи, следвайки от наземните превозни средства и изпитаните „лунни бъгита“ от мисиите на Аполон през 60-те и 70-те. Има някои съществени недостатъци. Разглеждайки този проблем, Флориан Руес, строителен инженер и сътрудник с Хейм Бенароя (чиято публикация е базирана на тази статия) посочва някои проблеми с този вид транспорт:
“За всяка мисия винаги ще има нужда от индивидуален транспорт и очевидното решение е някакво колесно превозно средство. Но има няколко сериозни проблема с това решение:
- Намалено сцепление. 1/6 гравитацията и лунната почва правят сцеплението проблем също като Духа и възможността на Марс, който може да се забие лесно или да има нужда от много сила, за да се заобиколи.
- Dust. Опитът на Аполон показва, че много прах се издига от колесните превозни средства. Този прах е опасен за машините и хората при вдишване.”
- Флориан Руес (частна комуникация)
Така че пътуването наоколо в модифициран „бъг на дюни“ може да не е отговорът за установена лунна база, ако се използва транспорт на колела, ще е необходима някаква форма на пътна инфраструктура.
Нарушаването на праха върху лунната повърхност далеч не е малък проблем. От опита на НАСА с мисиите на Аполон, най-голям принос за генерирането на прах е излитането и кацането на лунни модули. 50% от реголита е по-малък от финия пясък и приблизително 20% е по-малък от „прашния” 0,02 мм, който запази първите отпечатъци на Нийл Армстронг. Именно този много фин компонент на реголита може да причини множество механични и здравословни проблеми:
- Нарушаване на зрението
- Неправилни показания на инструмента
- Прахово покритие
- Загуба на сцепление
- Запушване на механизми
- износване
- Проблеми с термичния контрол
- Неуспешни уплътнения
- инхалация
Следователно изглежда очевидно, че създаването на прах трябва да бъде сведено до минимум, тъй като този фактор може да бъде сериозна пречка за инфраструктурата на селището.
Пътищата са перфектният отговор на новата лунна колония. Те биха осигурили на колесните превозни средства така необходимата сцепление (като по този начин биха могли да намалят количеството на праховото окачване, особено ако пътната настилка е издигната над околния реголит. Пътищата обаче имат своите недостатъци. Те са изключително скъпи и могат да бъдат много трудни за изграждане. Сливането на regolith за образуване на твърда повърхност може да бъде отговор, но както посочва Ruess, "... това изисква огромни енергии, които не могат да бъдат осигурени само от слънчевата енергия." Така че за извършването на такава конструкция би била необходима алтернативна форма на енергия.
Въпреки че пътното строителство би било много желателно, може да не е възможно, поне в ранните етапи на развитието на лунното селище. Едно ново развитие в алтернативния космически транспорт е методът за вертикално излитане и кацане, но както беше посочено по-горе, излитането и кацането с ракетно захранване произвежда огромни количества прах. Но ако има много бази на Луната, това може да е възможност, "... много хора препоръчват различни решения за маршрути, които ще се използват често като стигане от площадката за кацане до селището или от едно населено място до друго", Добавя Руес.
Друго решение е установена форма на транспорт. Напълно избягвайки контакт с повърхността, като по този начин намалява праха и избягва препятствията, лунната въжена линия може да бъде жизнеспособна възможност. Изглежда, че такава транспортна мрежа с въжена линия би била много ефективна. „Много големи разстояния ще бъдат възможни на Луната и следователно цената на инфраструктурата не е прекомерна“, посочва Руес. Тази възможност се разглежда сериозно от планиращите лунните селища.
Поглеждайки назад към предходните статии от поредицата, Флориан Руес коментира дали лунните бази могат да бъдат мобилни и посочва някои от тежките трудности, с които се сблъскват планиращите селища, ако се използват местно добивани материали:
“Не съм голям фен на мобилните бази. Такава система, която включва производство на електроенергия, комуникации и особено дългосрочна метеороидна и радиационна защита, не ми се струва възможна. Но колесните превозни средства могат да бъдат проектирани под налягане, способни да обслужват няколкодневни научни мисии. Това би било добро решение за разширяване на възможностите на постоянна база.
“Местните материали са важен, но труден въпрос. Досегашните ми изследвания показват, че само след като бъде установено определено присъствие и се придобие опит с лунните проблеми и материали, ние ще бъдем в състояние да посмеем и да изградим местообитания от местни материали. Със сигурност не преди човекът да стъпи на Луната. И моля, забравете за много цитирания лунен бетон! Има толкова много шоустопъри за този въображаем материал, че дори не искам да започна да ги споменавам. Единственото ранно локално приложение на материала, което виждам, е метеороидна и радиационна защита, използваща regolith като защитен материал.”
- Изграждане на лунна база: Част 1 - Предизвикателства и опасности
- Изграждане на база на луната: Част 2 - Концепции за местообитание
- Изграждане на лунна база: Част 3 - Структурен дизайн
- Изграждане на лунна база: Част 4 - Инфраструктура и транспорт
„Изграждане на лунна база” се основава на изследвания на Хейм Бенароя и Леонхард Бернолд („Инженеринг на лунните бази“)
Плюс ексклузивно интервю с Флориан Руес, строителен инженер за екстремни местообитания и основател на Habitats for Extreme Environment - HE2
-Florian Ruess, частна комуникация.
Много благодаря на Флориан Руес за отделеното време за принос в тази статия. За допълнителна информация относно работата му и екстремните дизайни на хабитатите на околната среда, посетете уебсайта му на адрес: HE-squared.com.
За повече информация за бъдещето на лунното селище, разгледайте Лунното общество и ресурса за сътрудничество, Лунарпедия.
