Fire ting vi har lært om NASAs planlagte baseleir på månen | Vitenskap

Mennesker har ikke satt sin fot på månen på mer enn et halvt århundre, men NASAs Artemis-program kommer til å sende dem tilbake med en serie oppdrag som begynner i begynnelsen av september. Når den første astronauten planter støvlene hennes i månejorden i 2025 som en del av Artemis III, forutsatt at gjeldende tidsplan holder, vil det være starten på et enda mer ambisiøst prosjekt enn å sende mennesker tilbake til månen: NASA planlegger å bygge en baseleir et sted blant det grå støvet og forrevne steiner på månens sørpol.

Denne måneposten vil tillate Artemis-oppdragene til å knuse Apollo 17s rekord for lengste opphold på månen (74 timer, 59 minutter, 38 sekunder), mens den fungerer som et startpunkt for dyptgående utforskning.

sier NASA leiren kommer til å starte i det små, og legge til rette for oppdrag på en uke eller to, men etter hvert som leiren vokser i størrelse og sofistikert håper byrået å opprettholde mannskaper i opptil to måneder om gangen. Gjeldende planer krever en månehytte, en åpen rover som ligner på den som ble brukt i Apollo-oppdragene og noe som ligner på en bobil som vil gi mobilitet samtidig som astronautene kan bo og jobbe borte fra basen i dager eller uker av gangen .

“På hver nye tur vil astronauter få et økende nivå av komfort med mulighetene til å utforske og studere mer av månen enn noen gang før,” sa Kathy Lueders, assisterende administrator for menneskelig romfart ved NASA, i en uttalelse. “Med mer etterspørsel etter tilgang til månen, utvikler vi teknologiene for å oppnå en enestående menneskelig og robotisk tilstedeværelse 240 000 miles hjemmefra. Vår erfaring på månen dette tiåret vil forberede oss på et enda større eventyr i universet – menneskelig utforskning av Mars.»

Sentralt i NASAs visjon for Artemis Base Camp er å finne og utvinne ressurser fra selve månen. Dette vil lette belastningen av raketter som sprenges fra jorden med forsyninger og potensielt tillate astronauter å forbli på månen i lengre perioder. Disse ressursene kan omfatte vannis, oksygen, metaller eller byggematerialer laget av månestøv eller steiner.

Siden Artemis-programmet ble introdusert i 2019, har tidslinjen strukket seg litt ut. Den opprinnelige planen var å sette opp den første iterasjonen av baseleiren innen 2030, men et internt planleggingsdokument innhentet av utsalgsstedet Ars Technicaantyder at det kan være mer som 2034. Det kan virke som et stykke unna, men rundt om i verden jobber team av forskere og ingeniører allerede hardt for å gjøre drømmen om mennesker som bor på månen til virkelighet. Vi snakket med noen av disse ekspertene og lærte fire ting om Artemis Moon Base.

NASA vil oppsøke viktige ressurser ved månens sydpol

En sørpolplassering for månebasen tilbyr astronauter to avgjørende ingredienser: perioder med kontinuerlig lys fra solen og dype kratere med dybder som har vært innhyllet i mørke i milliarder av år. På grunn av måten månen vippes i forhold til solen, opplever sørpolen perioder på opptil to måneder med kontinuerlig lys hvert år, med solen som sirkler like over horisonten hele tiden. Alt dette sollyset kan gi Artemis Base Camp rikelig med solenergi. NASA utforsker for tiden design som holder en solcellepanel mer enn 30 fot opp i luften for å få mest mulig ut av det tilgjengelige sollyset, sier Prasun Desai, assisterende assisterende administrator for NASAs Space Technology Mission Directorate.

Den samme helningen som skaper måneder med kontinuerlig belysning ved månepolene betyr også at noen av kratrene har skyggelagte områder som ikke har sett solen siden krateret ble dannet. Disse superkalde, supermørke kratrene, kjent som permanent skyggelagte områder, er der forskere har funnet bevis på vannis. Hvis dette frosne vannet viser seg å være tilgjengelig og rikelig, vil det være enormt verdifullt for innbyggerne i Artemis Base Camp og for å forsyne flyreiser tilbake til Jorden eller videre til Mars. (Vann kan også gi drivstoff til romfart fordi det kan gjøres om til drivmiddel.)

Når det er sagt, kan ikke NASA garantere at vannisen på månen er rikelig, tilgjengelig eller fri for forurensninger som vil kreve omfattende raffinering å fjerne. Disse informasjonsbitene sammen med plasseringen av de største forekomstene vil være gjenstand for ulike NASA-tiltak, inkludert Volatile Investigating Polar Exploration Rover, eller VIPER. Denne mobile roboten forventes å ankomme månens sydpol for å søke etter vann en gang på slutten av 2024.

Men hvis vannet på månen viser seg å være en ikke-starter ved videre etterforskning, vil Ben Bussey, som leder NASAs Lunar Surface Innovation Initiative basert på Johns Hopkins University, sier nøkkelen til å etablere en månebaseleir vil skifte til å senke kostnadene ved å raketre nyttelast mellom jorden og månen. Med andre ord, å bringe alt som trengs for å konstruere og forsyne basen fra jorden til månen må bli mye billigere for å være gjennomførbart.

En ny rover vil la astronauter utforske månen uten å forlate baseleiren

Lunar terrain vehicle (LTV) vil være det første store skrittet mot å etablere en base camp; det er planlagt å ankomme på et oppdrag en gang etter Artemis III i 2025.

Greg Chavers, direktør for Technical Integration Office i NASAs Exploration Systems Development Mission Directorate, sier at det vil være mulig å fjernstyre den nye månebuggyen, og at roveren også vil ha en viss evne til autonomt å unngå farer som steiner og kratere. Dette vil tillate astronauter å utforske månemiljøet fra sikkerheten til en lander på tidligere oppdrag, og fra baseleiren på senere oppdrag. Dette betyr også at NASA kan bruke LTV til å fortsette å utføre vitenskapelig eller oppdragsrelatert arbeid selv når ingen mennesker er på månen. Med eller uten en person bak rattet, kommer LTV til å være avgjørende for å lete etter vannis og andre måneressurser, noe som igjen vil hjelpe NASA å velge det beste stedet for de mer permanente elementene i baseleiren.

Astronauter vil kunne utforske månen uten romdrakter

Mens LTVs autonomi og fjernstyrte evner er kraftige innovasjoner, er det ikke sannsynlig at den grunnleggende designen vil avvike mye fra rovere som har kommet før den. For å kjøre den åpne LTV-en, må astronauter ta på seg romdraktene sine, og det er der NASAs konsept for en månemobilhome kommer inn på et helt ukjent territorium fra et teknisk synspunkt.

NASAs RV-lignende konsept, kalt den beboelige mobilitetsplattformen, vil ha et trykksatt interiør med livsstøttesystemer, noe som betyr at passasjerer trygt kan sitte inne uten romdrakter på. Dette gjør livet enklere for astronautene, siden det å ta på seg en romdrakt kan ta timer og ikke alltid er behagelig, og det betyr også at mannskapstog over månens overflate kan vare lenger og reise lenger enn noen gang før. I rovere uten trykk som LTV er oppdragets varighet begrenset av hvor lenge oksygenet i hver astronauts romdrakt varer.

Det endelige designet for bobilen er ikke bestemt, så eksperter kan ikke si hvordan den vil se ut, men målet er å la flere astronauter bo og jobbe inne i kjøretøyet i opptil to uker.

Chavers sier at den beboelige mobilitetsplattformen vil bli levert til månen mellom ett og tre Artemis-oppdrag etter LTVs debut. Ved avslutningen av den beboelige mobilitetsplattformens første oppdrag sier Chavers at kjøretøyet vil forbli på månen for bruk i fremtidige oppdrag.

Månesteiner og månestøv kan forme baseleirens utseende

Månehytten ser ut til å fange verdens fantasi, ettersom science fiction har fremmanet hvordan boliger i verdensrommet kan se ut i generasjoner. Selv om designet ikke er ferdigstilt, sier Chavers at NASA ser på modulære og oppblåsbare strukturer som måter å skape større beboelige rom på månen som er kompakte og lette under transport.

En annen spennende mulighet Chavers nevnte er en storskala 3D-skriver som bruker månestøv eller stein som råmateriale. Han sier at en maskin som dette kan produsere murstein eller andre former og enten sette sammen en bolig fra bunnen av eller forsterke en som er hentet fra jorden. Faktisk sier Chavers at en 3D-skriverprototype for tiden bygger en teststruktur i Houston.

Clive Neal, en geolog ved University of Notre Dame som har studert månestøvprøver, sier at månestøv eller stein kan ha en spesielt nøkkelrolle å spille for å skjerme astronauter mot stråling fra kosmiske stråler og solflammer. Jordas atmosfære og magnetfelt filtrerer bort det meste av denne skadelige strålingen, men månen har ingen atmosfære og ingen magnetosfære, så alle mennesker som dveler der trenger ekstra beskyttelse. Neal sier at opptil seks fot månemateriale kan være nødvendig for å gi astronauter tilstrekkelig beskyttelse mot stråling, som ved høye doser kan øke en persons risiko for å utvikle kreft.

Utover å høste vann og byggematerialer fra månen, er NASA også ute etter å trekke ut oksygen, som er overraskende rikelig i månebergarter, og metaller som aluminium, sier Desai. Alt dette er en del av å utvikle en evne til å “leve av landet” på månen som kan gjøre en base der mer selvforsynt og hjelpe den til å fungere som en gjenforsyningsstasjon for romfartøy på vei til Mars. Men mens menneskeheten redefinerer sitt forhold til månen, lurer National Air and Space Museum-kurator Teasel Muir-Harmony på om det kan være grunn til ettertanke.

Som Muir-Harmony forteller, da han så vår hjemmeplanet stige over månehorisonten, sa Apollo 8-astronaut William Anders berømt: “Vi kom hele denne veien for å utforske månen, og det viktigste er at vi oppdaget jorden.” Nå, sier hun, “NASA fortsetter å bruke ordet ‘bærekraftig’ i forhold til basecamp-konseptet, og jeg lurer på om det å prøve å bruke månens ressurser for å gjøre vår tilstedeværelse på månen bærekraftig kan få oss til å tenke annerledes om bærekraften til vår tilstedeværelse her på jorden.”

Anbefalte videoer