av Matt Williams , Universe Today
Under de kommande decennierna hoppas många rymdorganisationer kunna genomföra uppdrag med besättning på månen och till och med etablera utposter där. Mellan NASA, Europeiska rymdorganisationen (ESA), Roscosmos och de indiska och kinesiska rymdorganisationerna råder det faktiskt ingen brist på planer på att bygga månbaser och bosättningar på månen. Dessa kommer inte bara att etablera en mänsklig närvaro på månen utan även underlätta uppdrag till Mars och djupare ut i rymden.
ESA planerar till exempel att bygga en ”internationell månby” på månen senast på 2030-talet. Som den andliga efterföljaren till den internationella rymdstationen (ISS) skulle denna by också möjliggöra vetenskaplig forskning i en månmiljö. För närvarande planerar europeiska forskare hur man ska gå tillväga för att bygga denna by, vilket bland annat innebär att utföra experiment med simulanter av månstoft för att skapa tegelstenar.
För att uttrycka det enkelt är hela månens yta täckt av stoft (även kallat regolit) som består av fina partiklar av grovt silikat. Detta damm bildades under loppet av miljarder år genom ständiga meteoritnedslag som stampade silikatmanteln till fina partiklar. Det har förblivit i ett grovt och fint tillstånd på grund av att månens yta inte utsätts för någon vittring eller erosion (på grund av avsaknaden av en atmosfär och flytande vatten).
Då det är så rikligt, med ett djup på 4-5 meter på vissa ställen – och upp till 15 meter i de äldre höglandsområdena – anses regolit av många rymdorganisationer vara det bästa byggnadsmaterialet för bosättningar på månen. Aidan Cowley, ESA:s vetenskapliga rådgivare och expert på månjord, förklarade nyligen i ett pressmeddelande från ESA:
”Månens tegelstenar kommer att vara gjorda av damm. Man kan skapa solida block av det för att bygga vägar och uppskjutningsramper, eller bostäder som skyddar astronauterna från den hårda månmiljön.”
Förutom att dra nytta av en till synes outtömlig lokal resurs visar ESA:s planer på att använda månregolit för att skapa denna bas och tillhörande infrastruktur på deras engagemang för resursutnyttjande på plats. Baser på månen, Mars och andra platser i solsystemet måste vara så självförsörjande som möjligt för att minska beroendet av jorden för regelbundna leveranser av förnödenheter – vilket skulle vara både dyrt och resurskrävande.
För att testa hur månregolit skulle fungera som byggnadsmaterial har ESA:s forskare använt simulanter av måndamm som skördats här på jorden. Som Aiden förklarade är regolit på både jorden och månen en produkt av vulkanism och är i princip basaltiskt material som består av silikater. ”Månen och jorden har en gemensam geologisk historia”, sade han, ”och det är inte svårt att hitta material som liknar det som finns på månen i resterna av lavaströmmar.”
Simulatorn skördades från regionen runt Köln, Tyskland, som var vulkaniskt aktiv för cirka 45 miljoner år sedan. Med hjälp av vulkaniskt pulver från dessa gamla lavaströmmar, som konstaterades stämma väl överens med måndamm, började forskare från European Astronaut Center (EAC) använda pulvret (som de har döpt till EAC-1) för att forma prototyper av de tegelstenar som skulle användas för att skapa månbyn.
Spaceship EAC, ett ESA-initiativ som är utformat för att ta itu med utmaningarna med bemannade rymdfärder, arbetar också med EAC-1 för att utveckla den teknik och de koncept som kommer att behövas för att skapa en utpost på månen och för framtida uppdrag till månen. Ett av deras projekt handlar om hur man kan använda syret i månstoft (som utgör 40 procent av det) för att hjälpa astronauter att få längre vistelser på månen.
Men innan ESA kan godkänna månstoft som byggnadsmaterial återstår fortfarande ett antal tester att genomföra. Dessa inkluderar att återskapa beteendet hos måndamm i en strålningsmiljö för att simulera deras elektrostatiska beteende. I årtionden har forskarna vetat att måndamm är elektriskt laddat på grund av det sätt på vilket det ständigt bombarderas av sol- och kosmisk strålning.
Det är detta som gör att det lyfter från ytan och klamrar sig fast vid allt det rör vid (vilket astronauterna i Apollo 11 märkte när de återvände till Lunar Excursion Module). Som Erin Transfield – medlem av ESA:s grupp för aktuella frågor om måndamm – påpekade, förstår forskarna fortfarande inte helt och hållet måndammets elektrostatiska natur, vilket kan utgöra ett problem när det gäller att använda det som byggnadsmaterial.
Det är dessutom så att experimenten med strålning och miljö ännu inte har gett några avgörande resultat. Som biolog som drömmer om att vara den första kvinnan på månen, påpekade Transfield att det krävs mer forskning med hjälp av verkligt måndamm. ”Detta ger oss ytterligare en anledning att återvända till månen”, sade hon. ”Vi behöver orörda prover från ytan som utsätts för strålningsmiljön.”
Bortsett från att etablera en mänsklig närvaro på månen och möjliggöra uppdrag i djupa rymden, skulle byggandet av ESA:s föreslagna månby också ge möjligheter att utnyttja ny teknik och skapa partnerskap mellan den offentliga och privata sektorn. ESA har till exempel samarbetat med arkitektkontoret Foster + Partners för att ta fram designen för sin månby, och andra privata företag har rekryterats för att hjälpa till att undersöka andra aspekter av byggandet.
För närvarande planerar ESA att bygga sin internationella månby i den södra polartrakten, där man har upptäckt rikligt med vattenis. För att undersöka detta kommer ESA att skicka sitt PROSPECT-uppdrag (Package for Resource Observation and in-Situ Prospecting for Exploration, Commercial exploitation and Transportation) till månen 2020, som kommer att resa som en del av det ryska Luna-27-uppdraget.
Detta uppdrag, som är ett samarbete mellan ESA och Roscosmos, kommer att innebära att en ryskbyggd landningsfarkost landar i månens södra pol-itkenbassäng där PROSPECT-sonden kommer att placeras och borra sig in i ytan för att hämta isprover. I ESA:s långsiktiga planer ingår också en serie uppdrag till månen med början på 2020-talet, där robotarbetare ska bana väg för mänskliga upptäcktsresande som senare ska landa.
Under de kommande årtiondena är avsikterna hos världens ledande rymdorganisationer tydliga – vi ska inte bara tillbaka till månen, utan vi ska också stanna där! För detta ändamål avsätts betydande resurser för att forska och utveckla den nödvändiga tekniken och de koncept som krävs för att göra detta möjligt. På 2030-talet kan vi kanske se astronauter (och till och med privatpersoner) komma och gå från månen med jämna mellanrum.