🧒🏽 🥣 🔢 Moradias espaciais, parte 2: como vamos viver na lua 🗯️ 👨🏾‍🎨 👧🏿

Conversamos sobre habitações espaciais , é hora de prestar atenção à lua, o objeto mais próximo de nós, adequado para assentamentos humanos.

As pessoas já visitaram a lua. Mas o tempo máximo que passaram lá foi de setenta e cinco horas e um minuto. Isso não é suficiente, porque agências espaciais em muitos países desejam estabelecer bases inteiras no satélite natural da Terra que lhes permita realizar tarefas estrategicamente importantes, incluindo as necessidades das forças armadas e a extração de hélio-3.

Os cientistas precisam lidar com uma variedade de problemas, incluindo a escolha de materiais para construção, temperaturas extremas, a possibilidade de uma existência autônoma da colônia. Além disso, sobre programas lunares em ordem cronológica e sobre desenvolvimentos modernos que podem ser usados em sua implementação.

A lua é um satélite natural da Terra e o segundo objeto mais brilhante do céu. Um dos primeiros vôos para outros objetos espaciais nas obras de ficção científica começou precisamente com a lua - nas obras de Jules Verne “Da Terra à Lua de maneira direta em 97 horas e 20 minutos” e “Around the Moon”. E a lua se tornou o primeiro objeto extraterrestre visitado pelo homem .

O trabalho na direção da colonização na vida real começou até a década de 1960, quando a URSS e os EUA iniciaram a Corrida Lunar.

Estrela

Na União Soviética desde 1962, o acadêmico Vladimir Barmin e seus colegas do escritório de Spetsmash foram responsáveis pelo desenvolvimento de uma base lunar de longo prazo em nome de Sergei Korolev. O resultado foi um dos primeiros projetos de exploração da lua elaborados "Star" .

Dentro da estrutura do projeto, um grupo de cientistas soviéticos precisava refletir sobre os objetivos da base, os princípios de sua construção, as etapas de implantação, a composição do equipamento e possíveis perspectivas militares.

Foi planejado colocar nove módulos habitáveis na lua . Para cada um deles tinha que responder um astronauta. O objetivo dos módulos é central, comando, laboratório de armazém, oficina, assistência médica com simuladores de ginástica, almoço. Os três módulos restantes são residenciais.

Em 1967, um módulo foi testado em pessoas na Terra no Instituto de Problemas Biomédicos, após o que eles decidiram equipar as instalações com uma janela falsa mostrando imagens de seu planeta natal. Eles decidiram colocar um projetor na frente da bicicleta ergométrica para que o astronauta pudesse "andar por Moscou". Segundo os cientistas, essas medidas foram importantes para manter a saúde mental dos astronautas.

Módulo padrão da base "Star"

Equipamento para a base lunar, o número de expedições

Projeto Lunex

Um pouco antes, desde 1958, os americanos começaram o desenvolvimento da expedição lunar tripulada Lunex Project. Deveria abrir uma base subterrânea da Força Aérea em um satélite da Terra para 21 pessoas. A sonda, que planejava levar astronautas militares para a lua, poderia acomodar três pessoas. Eles queriam enviar o primeiro "lote" de pessoas em 1967, após a criação de um veículo tripulado de descida em 1965.

O projeto teve problemas não resolvidos, incluindo a necessidade de desenvolver um estágio de lançamento lunar, permitindo o retorno à órbita e à Terra.

Colocar a base abaixo da superfície ajudará a lidar com um problema importante: as diferenças de temperatura variam de -160 ° C a +120 ° C.

Nave espacial Lunex, Wikipedia

Horizonte do projeto

Ao mesmo tempo, o Project Horizon estava sendo desenvolvido. Seu objetivo também era implantar uma base militar americana na lua. Já em 1966, uma base com doze militares deveria funcionar, mas o projeto nunca foi implementado.

Os componentes da espaçonave e outros equipamentos foram planejados para serem entregues na órbita da Terra para montagem em 147 lançamentos de veículos lançadores. De acordo com o plano, em 1964 eles deveriam iniciar os lançamentos, em janeiro de 1965 - para entregar mercadorias à lua. Em abril de 1965, dois astronautas começaram a construção da base. Em novembro de 1966, doze soldados já deveriam estar na lua. No total, foram planejadas 220 toneladas de carga para serem entregues à lua.

Módulos para a vida e obra dos militares poderiam ser cilindros de metal com um diâmetro de 3,05 metros e um comprimento de 6,1 metros. Foi planejado o uso de duas unidades de energia nuclear para o fornecimento de energia.

As bases foram planejadas para serem protegidas da invasão soviética com a ajuda de mísseis não guiados com ogivas nucleares e minas modificadas para perfurar trajes espaciais.

O projeto foi considerado impraticável.

Posto Avançado Lunar do Horizonte, Fonte

Oásis lunar

No 40º Congresso da Federação Internacional de Astronáutica, em 1989, dois funcionários da NASA, Michael Duke e John Niehoff, apresentaram o projeto Oásis Lunar , um programa de dez anos de colonização da lua.

Todos os equipamentos e pessoas tiveram que ser entregues em trinta voos, metade dos quais tripulados. Cada um dos mísseis tripulados pode entregar até 14 toneladas de carga, caminhões não tripulados - até 20 toneladas. Em apenas dez anos, planejava-se enviar 594 toneladas de carga para a lua.

O programa consiste em três fases, de acordo com os resultados dos quais várias mudanças podem ser adotadas. A duração da primeira fase é de um ano. Um caminhão não tripulado entregará um módulo residencial temporário com um sistema autônomo de suporte à vida. Quatro meses depois, outro caminhão entregará equipamentos de construção, um sistema temporário de energia e alimentos. O terceiro lançamento entregará à Lua quatro astronautas que ativam o módulo e começam a implantar a base.

Oásis Lunares Base Lunar, 1989, NASA

O quarto cargueiro entregará comida para os próximos habitantes do Oásis Lunar, o quinto - mini usinas nucleares e equipamentos para a produção de oxigênio, dióxido de carbono e hidrogênio a partir de poeira e pedras. A sexta missão entregará seis astronautas que viverão na lua por um ano.

O sétimo lançamento abrirá a fase final da primeira fase, na qual dez habitações infláveis serão entregues à lua, que os astronautas coletarão e inflarão. O módulo será colocado em uma cratera para protegê-lo da radiação solar e cósmica. Como parte da nona missão, dez astronautas serão entregues à lua e seis astronautas voltarão para casa na Terra.

As paredes de um módulo residencial podem ser preenchidas com hidrogênio, que pode ser extraído do regolito lunar usando eletrólise .

Os próximos sete anos terão a segunda e terceira fases. Outra habitação inflável, um sistema fechado de suporte à vida, uma usina nuclear de megawatt, módulos de produção, painéis solares e várias expedições de astronautas serão entregues à Lua.

O custo do projeto foi estimado em 550 bilhões de dólares em dez anos, ou seja, cerca de 55 bilhões por ano. Para comparação: em 2014, os Estados Unidos gastaram US $ 80 bilhões na retirada de tropas do Afeganistão.

Edifício residencial secional

Constelação

De 2004 a 2009, os Estados Unidos desenvolveram o programa Constellation, que envolve a implantação de uma base na Lua para apoiar vôos para Marte. O logotipo mostra os objetivos e os marcos do programa: o primeiro semicírculo simboliza a Terra - primeiro, os mísseis dentro do programa deveriam atingir a Estação Espacial Internacional, o segundo semicírculo - a Lua, o terceiro - Marte. Como parte do programa, foram desenvolvidos veículos de lançamento super pesados da classe Ares, este é o antigo deus da guerra grego, a quem Marte corresponde na mitologia romana.

Em 2010, Barack Obama encobriu os programas devido à escassez de fundos. A “Constelação” foi substituída por um projeto envolvendo o uso de avatares robóticos.

Logotipo da constelação da NASA

Casas infláveis

Os cientistas estão trabalhando em várias maneiras de reduzir a quantidade de carga necessária para entregar na Lua. Um desses métodos são edifícios infláveis. Eles são muito mais leves que os análogos construídos usando uma grande quantidade de metal e, ao mesmo tempo, ocupam menos espaço em um estado desmontado.

Em 2007, especialistas do Langley Research Center trabalharam em módulos infláveis leves que deveriam ser implantados em torno da embarcação de desembarque. Os módulos são fabricados sob a forma de um cilindro com diâmetro de 3,65 metros, são instalados verticalmente e equipados com uma trava hermética. Compartimento residencial testado em Langley.

Esses módulos infláveis podem ser alojamentos temporários ou podem se tornar permanentes se forem protegidos da radiação cósmica e das chuvas de meteoros pelo solo lunar regolito.

Um módulo inflável desenvolvido pela NASA em colaboração com a ILC Dover e,

ao mesmo tempo, já existem módulos resistentes à radiação - são módulos da Bigelow Aerospace . Os primeiros módulos foram enviados para o espaço em 2006 e 2007, onde ainda estão localizados. Em abril de 2016, outro módulo foi lançado e, em 16 de abril, foi acoplado à Estação Espacial Internacional. Nos próximos dois anos, os astronautas entrarão periodicamente para testar a tecnologia, verificar a capacidade de manter pressão, suportar radiação, meteoritos e detritos espaciais. Mais tarde, levando em conta os resultados dos testes, eles poderão adaptá-los para implantação na lua.

Edifícios lunares do solo

Outra opção é construir uma casa diretamente do que está sob os pés usando impressoras. Na Terra, casas e escritórios já estão imprimindo , resta apenas finalizar o design das impressoras, levando em consideração as condições da lua.

A Agência Espacial Européia, em 2011, anunciou o projeto de impressão 3D da base lunar , que usa o regolito local do solo como material de construção. Trata-se de uma camada solta de detritos e poeira de grãos diferentes, com vários metros de profundidade, que consiste em rochas ígneas, minerais, meteoritos, contém alumínio, ferro e titânio. Pequenas partículas têm alta adesão. Mas para imprimir com regolito, será necessário adicionar óxido de magnésio, que será entregue da Terra.

Estratégia Roscosmos

Hoje, a construção da base lunar é um dos principais objetivos estratégicos da cosmonáutica russa para a próxima década. Eles planejam enviar astronautas para a Lua na década de 2030, enquanto os Estados Unidos, China, Japão e a Agência Espacial Européia planejam construir suas bases lá. Entre os principais objetivos, muitas vezes se chama não as necessidades das forças armadas, mas a extração de hélio-3 , necessária para a energia termonuclear. O preço médio desse isótopo por litro em um estado gasoso em 2009, segundo algumas estimativas, era de 930 dólares.

Segundo a hipótese dos cientistas, na reação de 1 tonelada de hélio-3 com 0,67 toneladas de deutério, a energia liberada é equivalente à combustão de 15 milhões de toneladas de petróleo. Mas os mineiros terão que trabalhar incansavelmente: 100 toneladas de revolta representam apenas 1 grama de hélio-3, ou seja, 100 milhões de toneladas de solo lunar terão que ser processadas para produzir uma tonelada de isótopo.

Entre outros objetivos: conduzir experimentos em astronomia, cosmologia, biologia espacial, estudar a crosta para estudar a evolução do sistema solar, implantar telescópios que são mais fáceis de manter e modernizar do que os observatórios espaciais. A base pode se tornar um ponto de trânsito para pesquisas interplanetárias.

Projeto de colonização da luaRoscosmos enviado ao governo russo em 2014. Na primeira etapa, um posto avançado com instalação de energia, um módulo de suporte à vida e um módulo de laboratório experimental serão criados em um satélite terrestre. Os astronautas serão equipados com rovers da lua e estrelas da lua. Em 2016, o programa foi ajustado, planejando a entrega de astronautas para 2030-2035. Ao desenvolver o programa, os cientistas usaram ativamente os desenvolvimentos feitos na URSS.

O chefe do departamento de programas tripulados do Instituto de Roscosmos, Oleg Saprykin, sugere o envio de avatares robóticos para estudar a superfície da lua, que, graças a um atraso de apenas 4 segundos, pode ser controlada em tempo real. A Roscosmos planeja investir 2,5 bilhões de rublos em robôs astronautas de 2016 a 2024 .

Para voos para a lua, Roskosmos propõe usar o navio de transporte da Federação . Uma série de navios de vários lugares deve substituir a "União". O desenvolvimento está em andamento desde 2009. O navio em vôo autônomo pode durar até 30 dias, enquanto para os astronautas é fornecido um banheiro.

Perspectivas

Ao construir uma base lunar, os cientistas precisam encontrar uma maneira de proteger as pessoas da radiação solar e dos micrometeoritos. Ao contrário da Terra, a atmosfera da lua não ajudará. Os edifícios devem ser fortes o suficiente para que pequenos meteoritos não possam causar danos visíveis a eles. O problema da radiação no caso de erupções solares é resolvido com um abrigo oportuno em uma sala que possui proteção adequada. Um dos métodos de proteção de edifícios e proteção contra radiação é chamado de uso de regolito. Sua poeira é capaz de derreter em um forno de microondas, transformando-se em vidro, essa propriedade pode ser usada na lua para produzir tijolos. O Regolit pode ser usado para imprimir edifícios usando impressoras 3D ou para empacotar módulos - infláveis ou metálicos.

O regolito, que pode ajudar na construção, é um perigo para as pessoas. Pequenas partículas de poeira da lua são perigosas para os astronautas que a NASA aprendeu durante o programa Apollo 17, quando Harrison Schmitt inalou essa poeira, que entrou a bordo do navio junto com os trajes espaciais. Ele começou a parecer febre do feno , que até o operador de Houston notou em sua voz. A febre do feno comum, ou rinoconjuntivite alérgica sazonal, é uma doença sazonal causada por uma alergia ao pólen das plantas. Nesse caso, sintomas semelhantes apareceram devido ao pó da lua.

Qualquer poeira pode ser prejudicial, mas o corpo, com a ajuda de fibras especiais na superfície dos pulmões, pode removê-los para os brônquios, para que a pessoa possa limpar a garganta e se livrar deles. Mas as vilosidades não conseguem capturar partículas de poeira de até 2,5 micrômetros. Essa poeira se agarra aos tecidos e causa inflamação. No caso do regolito, estamos falando de grãos de vidro e fragmentos de ferro de meteorito de até 20 nanômetros. Eles podem entrar na corrente sanguínea diretamente.

Uma das tarefas importantes para os colonialistas é fornecer-se comida. Embora em comparação com Marte, a lua não esteja longe, será melhor reduzir o número de cargas que precisam ser entregues ao satélite e, consequentemente, o número de lançamentos. Os colonialistas precisarão repetir o sucesso de Mark Watney e se engajar na agricultura. Além disso, há água para isso na lua.

No momento, vários países têm programas para desenvolver o satélite da Terra. Porém, há dez e trinta anos, apesar da elaboração e do planejamento detalhados, eles podem não ser cumpridos. A julgar pela experiência dos últimos cinquenta anos, um dos principais problemas é o financiamento.

Moradias espaciais, parte 2: como vamos viver na lua