En este emocionante pero desafiante período de exploración espacial, el tiempo se acerca rápidamente para los conceptos de diseño serios para los primeros hábitats que se construirán en el paisaje lunar. En artículos anteriores, hemos examinado los peligros asociados con tal esfuerzo, hemos examinado las estructuras disponibles para nosotros, incluso hemos detallado una estructura particular similar a un hangar que podría usar materiales extraídos localmente. Ahora, analizamos los posibles elementos de infraestructura que serán necesarios para soportar una colonia viable en la Luna. Florian Ruess, un ingeniero estructural que trabaja en el futuro de los hábitats en ambientes extremos, también se tomó un tiempo con la revista Space para dar sus opiniones sobre el futuro de la humanidad en el suelo lunar ...
Imagínese tratando de construir una estructura en la superficie de la Luna. Dos de los mayores obstáculos que enfrentarán los primeros pobladores lunares son la muy baja gravedad y el polvo fino que causa todo tipo de problemas de construcción. Aunque parece probable que los primeros hábitats serán construidos por procesos automatizados antes de que la humanidad incluso ponga un pie en la luna, la fabricación de una infraestructura de asentamiento será una preocupación primordial para los ingenieros para que la construcción pueda ser lo más eficiente posible.
La infraestructura será uno de los factores más importantes en relación con los planificadores de misiones. ¿Cómo se fabricarán los materiales de construcción? ¿Cómo se suministrará el material a los trabajadores de la construcción? ¿Cómo se suministrará agua y alimentos preciosos a la incipiente colonia lunar? ¿Pueden los vehículos de suministro ir de A a B con poco esfuerzo?
Se pueden ver ejemplos históricos de la efectividad de una infraestructura de transporte eficiente en la fusión de ciudades alrededor de los ríos (tradicionalmente la forma más rápida de transportar personas y material alrededor de un país). Los canales fueron fundamentales para dar vida a las ciudades durante la Revolución Industrial en el Reino Unido a fines del siglo XVIII. A medida que las líneas ferroviarias unían el Este y el Oeste de América del Norte en la última mitad del siglo XIX, las personas que desarraigaban y "ocupaban" las nuevas y accesibles tierras agrícolas experimentaron una aceleración en el crecimiento de la población. En los últimos 50 años, el "efecto de la autopista del sur de California" es responsable de la proliferación de estaciones de servicio, restaurantes, tiendas, seguidas de áreas residenciales para los trabajadores; eventualmente, pueblos y ciudades enteras se basan en la facilidad de acceso para el transporte.
La futura colonización tripulada de la Luna y Marte probablemente se basará en un principio similar; El éxito de un asentamiento lunar dependerá en gran medida de la eficiencia de la estructura de transporte.
Parece probable que la mayoría del transporte alrededor de la Luna dependerá de los métodos con ruedas, siguiendo desde vehículos terrestres y probando y probando "buggies lunares" de las misiones Apollo en los años 1960 y 70. Sin embargo, hay algunos inconvenientes importantes. Al abordar este problema, Florian Ruess, ingeniero estructural y colaborador de Haym Benaroya (cuya publicación se basa este artículo) señala algunos problemas con este modo de transporte:
“Para cualquier misión siempre habrá la necesidad de transporte individual y la solución obvia es algún vehículo con ruedas. Pero hay un par de problemas serios con esta solución:
- Tracción reducida. La gravedad de 1/6 y el suelo lunar hacen que la tracción sea un problema al igual que [los Exploradores de Marte] El Espíritu y la Oportunidad en Marte se pueden atascar fácilmente o necesitan mucha potencia para moverse.
- Polvo. La experiencia Apollo muestra que los vehículos con ruedas levitan mucho polvo. Este polvo es peligroso para las máquinas y los humanos cuando se inhala.”
- Florian Ruess (comunicación privada)
Por lo tanto, viajar en un "buggy de dunas" modificado podría no ser la respuesta para una base lunar establecida, sería necesaria alguna forma de infraestructura vial si se utilizara el transporte con ruedas.
La perturbación del polvo en la superficie lunar está lejos de ser un problema menor. Según la experiencia de la NASA con las misiones Apolo, el mayor contribuyente a la generación de polvo fue el despegue y el aterrizaje de los módulos lunares. El 50% del regolito es más pequeño que la arena fina y aproximadamente el 20% es más pequeño que el "polvo" de 0,02 mm que conservó las primeras huellas de botas de Neil Armstrong. Es este componente muy fino del regolito el que puede causar una gran cantidad de problemas mecánicos y de salud:
- Discapacidad visual
- Lecturas incorrectas del instrumento
- Recubrimiento de polvo
- Pérdida de tracción.
- Obstrucción de los mecanismos
- Abrasión
- Problemas de control térmico
- Fallas de sellado
- Inhalación
Por lo tanto, parece obvio que la creación de polvo debe mantenerse al mínimo, ya que este factor podría ser un obstáculo grave para la infraestructura del asentamiento.
Los caminos son la respuesta perfecta a la nueva colonia lunar. Proporcionarían a los vehículos con ruedas la tracción que tanto necesitan (lo que tiene un efecto de golpe con la eficiencia del combustible del vehículo) y pueden reducir significativamente la cantidad de suspensión de polvo, especialmente si la superficie de la carretera se eleva por encima del regolito circundante. Los caminos, sin embargo, tienen sus inconvenientes. Son enormemente costosos y pueden ser muy difíciles de construir. Fusionar el regolito para formar una superficie resistente puede ser una respuesta, pero como lo señaló Ruess, "... esto requiere enormes energías, que no pueden ser proporcionadas solo por la energía solar". Por lo tanto, se requeriría una forma alternativa de energía para realizar tal construcción.
Aunque la construcción de carreteras sería altamente deseable, puede que no sea posible, al menos en las primeras etapas del desarrollo del asentamiento lunar. Un desarrollo emergente en el transporte espacial alternativo es el método de despegue y aterrizaje vertical, pero como se dijo anteriormente, el despegue y aterrizaje impulsado por cohetes produce grandes cantidades de polvo. Pero si hubiera múltiples bases en la Luna, esta podría ser una posibilidad, "... mucha gente recomienda diferentes soluciones para rutas que se usarán con frecuencia, como llegar desde la plataforma de aterrizaje al asentamiento o de un asentamiento al siguiente". Ruess agrega.
Otra solución es una forma establecida de transporte. Evitando totalmente el contacto con la superficie, reduciendo así el polvo y evitando obstáculos, un teleférico lunar podría ser una posibilidad viable. Parece probable que dicha red de transporte de teleférico sea muy efectiva. "Serán posibles tramos muy grandes en la Luna y, por lo tanto, el costo de la infraestructura no será exorbitante", señala Ruess. Los planificadores de asentamientos lunares están considerando seriamente esta posibilidad.
Mirando hacia atrás en los artículos anteriores de la serie, Florian Ruess comenta si las bases lunares pueden ser móviles y señala algunas de las graves dificultades que enfrentan los planificadores de asentamientos si se van a utilizar materiales extraídos localmente:
“No soy un gran fanático de las bases móviles. Un sistema de este tipo que incluye generación de energía, comunicaciones y especialmente protección contra meteoros y radiación a largo plazo no me parece factible. Pero los vehículos con ruedas podrían ser diseños presurizados capaces de servir en misiones científicas de varios días. Esta sería una buena solución para ampliar las capacidades de una base permanente.
“Los materiales locales son un tema crucial pero difícil. Mi investigación hasta ahora ha demostrado que solo después de que se haya establecido una cierta presencia y se haya adquirido experiencia con problemas lunares y materiales, estaríamos en condiciones de atrevernos y construir hábitats a partir de materiales locales. Ciertamente no antes de que el hombre pise la Luna. ¡Y por favor olvídate del concreto lunar tan citado! Hay tantos showstoppers para este material imaginario que ni siquiera quiero comenzar a mencionarlos. La única aplicación de material local temprana que veo es la protección contra meteoritos y radiación usando regolito como material de protección.”
- Construyendo una base lunar: Parte 1 - Desafíos y peligros
- Construyendo una base lunar: Parte 2 - Conceptos de hábitat
- Construyendo una base lunar: Parte 3 - Diseño estructural
- Construyendo una base lunar: Parte 4 - Infraestructura y transporte
"Construir una base lunar" se basa en la investigación de Haym Benaroya y Leonhard Bernold ("Ingeniería de bases lunares“)
Además de una entrevista exclusiva con Florian Ruess, ingeniero estructural de hábitat extremo y fundador de Habitats for Extreme Environments - HE2
-Florian Ruess, comunicación privada.
Muchas gracias a Florian Ruess por su tiempo en contribuir a este artículo. Para obtener más información sobre su trabajo y los diseños de hábitats para entornos extremos, visite su sitio web en: HE-squared.com.
Para obtener más información sobre el futuro del asentamiento lunar, consulte la Sociedad de la Luna y el recurso de colaboración, Lunarpedia.
