I denne spændende, men udfordrende periode med rumudforskning nærmer tiden sig hurtigt til seriøse designkoncepter til de første levesteder, der skal bygges på månelandskabet. I tidligere artikler har vi undersøgt farerne forbundet med en sådan bestræbelse, vi har set på de strukturer, der er tilgængelige for os, vi har endda detaljeret en bestemt hangarlignende struktur, der muligvis kan bruge lokalt udvindede materialer. Nu ser vi på de mulige infrastrukturelementer, der er nødvendige for at støtte en levedygtig koloni på Månen. Florian Ruess, en bygningsingeniør, der arbejder med fremtiden for levesteder i ekstreme miljøer, tog også nogen tid med Space Magazine for at give sine meninger om menneskehedens fremtid på månens jord ...
Forestil dig at prøve at opbygge en struktur på månens overflade. To af de største hindringer, som de første måneboliger vil komme over, er den meget lave tyngdekraft og det fine støv, der forårsager alle mulige konstruktionsproblemer. Selvom det forekommer sandsynligt, at de første levesteder vil blive bygget af automatiserede processer, før menneskeheden endda sætter foden på månen, vil fabrikation af en bosættelsesinfrastruktur være en primær bekymring for ingeniører, så konstruktionen kan gøres så effektiv som muligt.
Infrastruktur vil være en af de vigtigste faktorer vedrørende mission planlæggere. Hvordan fremstilles byggematerialer? Hvordan leveres materiale til bygningsarbejdere? Hvordan leveres dyrebart vand og mad til den nye månekoloni? Kan forsyningskøretøjer gå fra A til B med lidt indsats?
Historiske eksempler på effektiviteten af en effektiv transportinfrastruktur kan ses i sammenhængen i byer omkring floder (traditionelt den hurtigste måde at transportere mennesker og materiale rundt i et land). Kanaler var medvirkende til at bringe byer til live under den industrielle revolution i Storbritannien i slutningen af det 18. århundrede. Da jernbanelinjer forbandt øst og vest for Nordamerika i sidste halvdel af 1800-tallet, blev der opstået en acceleration i befolkningstilvæksten af folk, der udråber og “hjemstod” de nye, tilgængelige landbrugslande. I løbet af de sidste 50 år er "Sydkalifornisk motorvejseffekt" ansvarlig for spredning af tankstationer, restauranter, butikker, efterfulgt af boligområder for arbejdstagere - til sidst er hele byer baseret på letheden af adgang til transport.
Fremtidig bemandet kolonisering af Månen og Mars vil sandsynligvis være baseret på en lignende princip; succes med en måneforligning afhænger stærkt af effektiviteten af transportstrukturen.
Det ser ud til, at mest transport omkring Månen vil afhænge af hjulmetoder, der følger af landkøretøjer og afprøvede "Månebuggies" fra Apollo-missionerne i 1960'erne og 70'erne. Der er dog nogle betydelige ulemper. Florian Ruess, bygningsingeniør og samarbejdspartner med Haym Benaroya (hvis publikation denne artikel er baseret) påpeger dette problem, påpeger nogle problemer med denne transportform:
“Til enhver mission vil der altid være behov for individuel transport, og den åbenlyse løsning er et køretøj med hjul. Men der er et par alvorlige problemer med denne løsning:
- Nedsat trækkraft. 1/6 tyngdekraft og månens jord gør trækkraft til et problem ligesom [Mars Exploration Rovers] Ånd og mulighed på Mars kan man nemt sidde fast eller har brug for meget kraft for at komme rundt.
- Støv. Apollo-oplevelsen viser, at der støves meget støv af hjulkøretøjer. Dette støv er farligt for maskiner og mennesker, når det indåndes.”
- Florian Ruess (privat kommunikation)
Så at rejse rundt i en modificeret "klitbuggy" er muligvis ikke svaret på en etableret Månebase, en form for vejinfrastruktur ville være nødvendig, hvis der anvendes hjultransport.
Forstyrrende støv på månens overflade er langt fra et mindre problem. Fra NASAs erfaring med Apollo-missionerne var den langt største bidragyder til støvproduktion start og landing af månemoduler. 50% af regolitten er mindre end fint sand, og ca. 20% er mindre end den "støvede" 0,02 mm, der bevarede Neil Armstrongs første bagagerum. Det er denne meget fine komponent i regolitten, der kan forårsage en række mekaniske og sundhedsmæssige problemer:
- Synssvækkelse
- Forkerte instrumentlæsninger
- Støvbelægning
- Tab af trækkraft
- Tilstopning af mekanismer
- Slid
- Problemer med termisk kontrol
- Forsegl fejl
- Indånding
Det synes derfor åbenlyst, at støvoprettelse bør holdes på et minimum, da denne faktor kan være en alvorlig hindring for bygningens infrastruktur.
Veje er det perfekte svar på den nye månekoloni. De vil give hjulkøretøjer den meget tiltrængte trækkraft (og dermed have en knock-on-effekt med køretøjets brændstofeffektivitet) og kan reducere mængden af støvophæng væsentligt, især hvis vejbelægningen hæves over den omgivende regolit. Veje har imidlertid deres ulemper. De er enormt dyre og kan være meget vanskelige at bygge. At smelte sammen regolith for at danne en hård overflade kan være et svar, men som påpeget af Ruess, "... dette kræver enorme energier, som ikke alene kan leveres med solenergi." Så en alternativ form for energi ville være påkrævet for at udføre en sådan konstruktion.
Selvom vejbyggeri ville være meget ønskeligt, er det muligvis ikke muligt, i det mindste i de tidlige stadier af udviklingen af månens bosættelse. En ny udvikling inden for alternativ rumtransport er den vertikale start- og landingsmetode, men som tidligere nævnt producerer raketdrevet start og landing enorme mængder støv. Men hvis der er flere baser på Månen, kan dette være en mulighed, "… mange mennesker anbefaler forskellige løsninger til ruter, der ofte bruges som at komme fra landingspladen til bygden eller fra en bygning til den næste," Tilføjer Ruess.
En anden løsning er en etableret form for transport. Hvis man tager højde for at undgå kontakt med overfladen og dermed skære ned på støv og undgå forhindringer, kan en månekabel være en levedygtig mulighed. Det ser ud til, at et sådant kabeltransportnet ville være meget effektivt. ”Meget store spændvidden vil være muligt på Månen, og derfor koster infrastrukturomkostninger ikke ublu,” påpeger Ruess. Denne mulighed overvejes seriøst af planlæggerne for månebeskyttelse.
Når man ser tilbage på de tidligere artikler i serien, kommenterer Florian Ruess om månebaser kan være mobile og påpeger nogle af de alvorlige vanskeligheder, som bosættelsesplanlæggere står overfor, hvis der skal bruges lokalt udvindet materiale:
“Jeg er ikke en stor fan af mobile baser. Et sådant system, der inkluderer strømproduktion, kommunikation og især langtidsbeskyttelse mod meteoroid og stråling, synes jeg ikke muligt. Men de køretøjer, der er på hjul, kunne være under konstruktion under tryk, der er i stand til at betjene flere dages lange videnskabsopgaver. Dette ville være en god løsning til at udvide mulighederne for en permanent base.
“Lokale materialer er et afgørende, men alligevel vanskeligt emne. Min forskning hidtil har vist, at først efter at en vis tilstedeværelse er blevet konstateret og erfaring med månens problemer og materialer, ville vi være i stand til at turde og opbygge levesteder fra lokale materialer. Bestemt ikke før mennesket sætter foden på Månen. Og glem venligst den meget citerede månebeton! Der er så mange showstoppere til dette imaginære materiale, at jeg ikke engang ønsker at begynde at nævne dem. Den eneste tidlige lokale materialeapplikation, jeg ser, er meteoroid- og strålingsbeskyttelse ved hjælp af regolith som afskærmningsmateriale.”
- Bygning af en månebase: Del 1 - Udfordringer og farer
- Opbygning af en månebase: Del 2 - Habitatkoncepter
- Bygning af en månebase: Del 3 - Strukturelt design
- Bygning af en månebase: Del 4 - Infrastruktur og transport
“Bygning af en månebase” er baseret på forskning fra Haym Benaroya og Leonhard Bernold (“Teknik til månebaser“)
Plus en eksklusiv samtale med Florian Ruess, ekstrem habitatstrukturingeniør og grundlægger af Habitats for Extreme Environments - HE2
-Florian Ruess, privat kommunikation.
Mange tak til Florian Ruess for hans tid med at bidrage til denne artikel. Besøg hans websted på: HE-squared.com for at få yderligere oplysninger om sit arbejde og habitatdesign med ekstreme omgivelser.
For mere information om månens bosættelsers fremtid, tjek Moon Society og den samarbejdende ressource, Lunarpedia.
