Wypalą powierzchnię Księżyca! Zdewastują Srebrny Glob, żebyśmy mogli tam latać

Założenia dotyczące powrotu ludzi na Księżyc obejmują także budowę stałej bazy, w której nieprzerwanie mieliby stacjonować astronauci. NASA zamierza dokonać tego przy ścisłej współpracy z sektorem prywatnym zajmującym się technologiami użytecznymi w kosmosie.

Bez względu na zaangażowane podmioty, ustanowienie takiej bazy na Srebrnym Globie ma kluczowe znaczenie dla Stanów Zjednoczonych w nabierającym tempa nowym wyścigu kosmicznym. Jednym z najważniejszych przedsięwzięć związanych z ustanowieniem stałej bazy będzie znalezienie odpowiednich materiałów, z których będzie ona mogła zostać zbudowana.

Jedną z prywatnych firm wnoszących wkład w badania nad mającą wkrótce nastąpić kolonizacją Księżyca jest Cislune zajmującą się obronnością i produkcją kosmiczną. Jej założyciel i prezes Erik Franks zwraca uwagę na to, że konstrukcja jakichkolwiek struktur na powierzchni Księżyca (a w przyszłości również Marsa) bardzo różni się od budowania czegokolwiek na Ziemi:

Zanim jednak dojdzie do budowy budynków na Księżycu, trzeba będzie stworzyć tam odpowiednie lądowiska zdolne przyjmować statki kosmiczne i rakiety. Lądowiska te będą musiały być w stanie powstrzymać księżycowy pył i cząsteczki przed piaskowaniem (proces znany również na Ziemi, używany do ścierania np. farby z powierzchni, lub w mniejszej skali w gabinetach dentystycznych, gdzie piaskowaniu poddane mogą być w celu oczyszczenia nasze zęby) wszystkiego wokół.

To niebagatelne wyzwanie, bowiem podmuch z lądującej lub startującej rakiety mógłby rozpędzić drobiny księżycowego pyłu do prędkości nawet 16 tys. km/h! Oprócz tego powoduje on erozję skafandrów kosmicznych, zatyka mechanizmy rozmaitych maszyn, zakłóca działanie instrumentów naukowych i utrudnia poruszanie się. Pył zniszczył poprzednie misje, takie jak statek kosmiczny Surveyor 3 (uszkodzony przez pył wzbity podczas lądowania misji Apollo 12), a pokonanie tego wyzwania jest priorytetem dla NASA, która bez tego nie będzie w stanie ustanowić stałej, działającej placówki na Księżycu.

Transport materiałów budowlanych na Księżyc byłby zbyt kosztowny, więc potrzebne są niekonwencjonalne rozwiązania. Logistyka ciężkiego sprzętu na odległość ponad 370 tys. byłaby z powodu iście astronomicznych kosztów zupełną abstrakcją.

Więcej o eksploracji Księżyca przeczytasz na Spider's Web:

Jak w takim razie zbudować trwałe struktury i powierzchnie na Księżycu? Zespół naukowców ze wspomnianego UCF, zaproponował bardzo ciekawe rozwiązanie. Miałoby ono polegać na wykorzystaniu mikrofal do topienia księżycowej gleby, która w połączeniu z opracowaną przez nich technologią wzbogacania lub sortowania, może być najlepszą opcją.

Na podstawie analizy czterech różnych metod konstrukcyjnych, ustalono, że metoda topienia lub spiekania księżycowego pyłu przy użyciu mikrofal mogłaby być najbardziej opłacalna.

Spiekanie pyłu mogłoby być jeszcze bardziej ekonomiczne gdyby zastosować w połączeniu z nim nową, opracowaną również na UCF technologią wzbogacania. Polega ona na użyciu pola magnetycznego do wydobycia na powierzchnię najbardziej podatnych na mikrourazy minerałów.

Naukowcy z UCF opracowali tę technologię po odkryciu, że wiele z najbardziej podatnych na działanie mikrofal minerałów ma również najwięcej właściwości magnetycznych. Do obniżenia kosztów mogłoby też przyczynić się wykorzystanie robotów. Łaziki zbierałyby księżycowy grunt, sortowały go za pomocą np. elektromagnesów, układałyby go z powrotem na powierzchni i topiły za pomocą mikrofal.

To zresztą niejedyny pomysł na wytwarzanie materiałów budowlanych na Księżycu. Nieco inną metodę proponują naukowcy z niemieckiego Federalnego Instytutu Badań i Testowania Materiałów w Berlinie. Według nich, do topienia księżycowego gruntu można by użyć specjalnych zwierciadeł. Każdy, kto choć raz bawił się lupą, używając jej do skupiania promieni słonecznych, wie, o czym mowa.

Zespół naukowców pod przewodnictwem prof. Jensa Günstera eksperymentował z drobnoziarnistym materiałem o nazwie EAC-1A, opracowanym przez Europejską Agencję Kosmiczną, który stanowił w ich pracach substytut księżycowej gleby. Użyli oni wiązki lasera o średnicy 50 mm, aby podgrzać pył do około 1600 st. Celsjusza i stopili go. Następnie z powstałej substancji stworzyli trójkątne panele, o wielkości około 25 cm, które można ze sobą łączyć, tworząc z nich wytrzymałe powierzchnie na dużych obszarach księżycowej gleby. Mogą one świetnie posłużyć jako budulec przyszłych księżycowych dróg i lądowisk.

Naukowcy obliczyli, że aby odtworzyć ten proces na Księżycu, trzeba by przetransportować tam soczewkę o powierzchni około 2,37 m kw. Działałaby tam ona jako koncentrator światła słonecznego, zastępując laser z eksperymentów na Ziemi. Mogłaby być wykonana z folii polimerowej, którą można by zwinąć, co ułatwiłoby jej transport. Jednak pył nadal stanowiłby problem dla samej soczewki. Gdy na takiej soczewce zgromadzi się kurz, prędzej czy później po prostu przestanie ona działać. Sposobem na to miałoby być wprowadzenie jej w drgania, które strząsałyby pył z jej powierzchni.

Proces produkcji księżycowych panel przy pomocy soczewki byłby jednak dość powolny. Produkcja każdego małego panelu trwałaby około godziny, co oznacza, że stworzenie lądowiska o wymiarach 10 x 10 metrów zajęłoby około 100 dni. Jak komentuje to prof. Günster:

Bez względu jednak na czas wymagany dla produkcji paneli budowlanych na Księżycu, możemy być pewni, że rozwój technologii w nowym wyścigu kosmicznym na pewno nie zwolni.