V tomto vzrušujúcom, ale náročnom období prieskumu vesmíru sa čas rýchlo blíži k serióznym koncepciám prvých biotopov, ktoré budú postavené na lunárnej krajine. V predchádzajúcich článkoch sme preskúmali nebezpečenstvá spojené s takýmto úsilím, preskúmali sme dostupné štruktúry, dokonca sme podrobne opísali konkrétnu štruktúru podobnú hangáru, ktorá by mohla využívať materiály ťažené na miestnej úrovni. Teraz sa pozrieme na možné prvky infraštruktúry, ktoré budú potrebné na podporu životaschopnej kolónie na Mesiaci. Florian Ruess, stavebný inžinier, ktorý pracuje na budúcnosti biotopov v extrémnych prostrediach, sa tiež nejaký čas zaoberal časopisom Space Magazine, aby poskytol svoje názory na budúcnosť ľudstva na lunárnej pôde ...
Predstavte si, že sa snaží stavať štruktúru na povrchu Mesiaca. Dve z najväčších prekážok, s ktorými sa stretnú prví lunárni osadníci, sú veľmi nízka hmotnosť a jemný prach, ktorý spôsobuje najrôznejšie stavebné problémy. Aj keď sa zdá pravdepodobné, že prvé biotopy budú vybudované automatizovanými procesmi skôr, ako sa ľudstvo dostane na Mesiac, výroba inžinierskych infraštruktúr bude v prvom rade zameraná na inžinierov, aby bolo možné čo najefektívnejšiu výstavbu.
Infraštruktúra bude jedným z najdôležitejších faktorov plánovania misií. Ako sa budú vyrábať stavebné materiály? Ako bude materiál dodávaný stavebným robotníkom? Ako bude dodávaná vzácna voda a jedlo do rodiacej sa lunárnej kolónie? Môžu dodávateľské vozidlá ísť z A do B s malým úsilím?
Historické príklady efektívnosti efektívnej dopravnej infraštruktúry možno vidieť v koalescencii miest okolo riek (tradične najrýchlejší spôsob prepravy ľudí a materiálu po krajine). Kanály boli nápomocné pri oživovaní miest počas priemyselnej revolúcie vo Veľkej Británii koncom 18. storočia. Keďže železničné trate spájali východnú a západnú časť Severnej Ameriky v poslednej polovici 19. storočia, zrýchlenie populačného rastu zaznamenalo vykorenenie ľudí a „usadenie“ novej, prístupnej poľnohospodárskej pôdy. Za posledných 50 rokov je „efekt diaľnice v južnej Kalifornii“ zodpovedný za rozširovanie čerpacích staníc, reštaurácií, obchodov, za ktorými nasledujú obytné oblasti pre pracovníkov - prípadne celé mestá sú založené na ľahkom prístupe k preprave.
Budúca kolonizácia Mesiaca a Marsu s posádkou bude s najväčšou pravdepodobnosťou založená na podobnom princípe; úspech mesačného osídlenia bude vo veľkej miere závisieť od efektívnosti dopravnej štruktúry.
Zdá sa pravdepodobné, že väčšina prepravy okolo Mesiaca bude závisieť od kolesových metód, ktoré budú vychádzať z pozemných vozidiel a budú vyskúšané a testované „Mesačné kočíky“ z misií Apollo v 60. a 70. rokoch. Existujú však určité významné nedostatky. Pri riešení tohto problému Florian Ruess, stavebný inžinier a spolupracovník spoločnosti Haym Benaroya (ktorej publikácia vychádza z tohto článku) poukazuje na niektoré problémy s týmto spôsobom dopravy:
“Pre každú misiu bude vždy potrebná individuálna preprava a zjavným riešením je nejaké kolesové vozidlo. S týmto riešením však existuje niekoľko vážnych problémov:
- Znížená trakcia. 1/6 gravitácia a lunárna pôda robia ťažnú záťaž problémom, podobne ako duch a príležitosť [Mars Exploration Rovers] Spirit and Opportunity na Marse sa dajú ľahko uviaznuť alebo potrebovať veľa energie na to, aby sa dostali okolo.
- Prach. Skúsenosti spoločnosti Apollo ukazujú, že kolesové vozidlá vznášajú veľa prachu. Tento prach je pri vdýchnutí nebezpečný pre stroje a ľudí.”
- Florian Ruess (súkromná komunikácia)
Takže cestovanie v upravenom „dunovom kočíku“ nemusí byť odpoveďou na zavedenú mesačnú základňu, ak sa použije kolesová preprava, bude potrebná určitá forma cestnej infraštruktúry.
Rušivý prach na mesačnom povrchu nie je ani zďaleka menším problémom. Podľa skúseností agentúry NASA s misiami Apollo bol jednoznačne najväčším prispievateľom k tvorbe prachu vzlet a pristátie lunárnych modulov. 50% regolitu je menšie ako jemný piesok a približne 20% je menšie ako „zaprášený“ 0,02 mm, ktorý zachoval prvé výtlačky Neil Armstronga. Je to veľmi jemná súčasť regolitu, ktorá môže spôsobiť množstvo mechanických a zdravotných problémov:
- Poškodenie zraku
- Nesprávne údaje na prístroji
- Protiprachový náter
- Strata trakcie
- Zanesenie mechanizmov
- odreniny
- Problémy s tepelnou reguláciou
- Pečate zlyhania
- inhalácia
Je preto zrejmé, že tvorba prachu by sa mala udržiavať na minimálnej úrovni, pretože tento faktor by mohol byť vážnou prekážkou pre infraštruktúru osady.
Cesty sú perfektnou odpoveďou na novú lunárnu kolóniu. Poskytli by kolesovým vozidlám toľko potrebnú trakciu (a tak by mali účinok nárazu s palivovou účinnosťou vozidla) a mohli by významne znížiť množstvo prachového odpruženia, najmä ak je povrch cesty zdvihnutý nad okolitý regolit. Cesty však majú svoje nevýhody. Sú nesmierne nákladné a je ťažké ich postaviť. Spojenie regolitu na vytvorenie tvrdého povrchu môže byť odpoveďou, ale ako zdôraznil Ruess, „... to si vyžaduje enormné energie, ktoré nemôžu byť zabezpečené iba solárnou energiou.“ Na vykonanie takejto konštrukcie by bola potrebná alternatívna forma energie.
Hoci by výstavba ciest bola veľmi žiaduca, nemusí to byť možné, aspoň v počiatočných fázach rozvoja mesačného osídlenia. Jedným z objavujúcich sa spôsobov alternatívneho vesmírneho transportu je vertikálny spôsob vzletu a pristátia, ale ako už bolo uvedené, raketový vzlet a pristátie produkuje veľké množstvo prachu. Ak by však na Mesiaci existovalo viac základní, mohlo by to byť možné: „... veľa ľudí odporúča rôzne riešenia pre trasy, ktoré sa často používajú, napríklad dostať sa z pristávacej plošiny do osady alebo z jednej osady na ďalšiu,“ Ruess dodáva.
Ďalším riešením je zavedená forma prepravy. Lunárna lanovka, ktorá by mohla úplne zabrániť kontaktu s povrchom, a tým znížiť prach a vyhnúť sa prekážkam, by mohla byť reálnou možnosťou. Zdá sa pravdepodobné, že takáto dopravná sieť lanoviek by bola vysoko efektívna. „Na Mesiaci budú možné veľmi veľké rozpätia, a preto náklady na infraštruktúru nebudú neprimerané,“ zdôrazňuje Ruess. Túto možnosť vážne zvažujú plánovači mesačných osád.
Pri spätnom pohľade na predchádzajúce články v sérii Florian Ruess komentuje, či môžu byť lunárne základne mobilné, a poukazuje na niektoré vážne ťažkosti, ktorým čelia plánovači osídlenia, ak sa majú použiť materiály ťažené na miestnej úrovni:
“Nie som veľký fanúšik mobilných základní. Takýto systém, ktorý zahŕňa výrobu energie, komunikácie a najmä dlhodobú ochranu meteoroidov a žiarenia, sa mi nezdá uskutočniteľný. Kolesové vozidlá by však mohli mať dizajn pod tlakom, ktorý by bol schopný plniť niekoľko dní vedecké misie. Toto by bolo dobré riešenie na rozšírenie schopností stálej základne.
“Miestne materiály sú zásadným, avšak zložitým problémom. Môj výskum doteraz ukázal, že až potom, čo sa zistí určitá prítomnosť a získajú sa skúsenosti s lunárnymi problémami a materiálmi, sme schopní odvážiť sa a budovať biotopy z miestnych materiálov. Určite nie skôr, ako človek vstúpi na Mesiac. A prosím zabudnite na veľmi citovaný lunárny betón! Pre tento imaginárny materiál existuje toľko ukážok, že sa o nich ani nechcem zmieniť. Jediná skorá lokálna materiálna aplikácia, ktorú vidím, je meteoroidová a radiačná ochrana používajúca regolit ako tieniaci materiál.”
- Vybudovanie mesačnej základne: 1. časť - Výzvy a riziká
- Vybudovanie mesačnej základne: Časť 2 - Koncepty biotopu
- Budovanie mesačnej základne: Časť 3 - Konštrukčný návrh
- Vybudovanie mesačnej základne: Časť 4 - Infraštruktúra a doprava
„Budovanie mesačnej základne“ je založené na výskume Hayma Benaroyu a Leonharda Bernolda („Inžinierstvo lunárnych základní“)
Navyše exkluzívny rozhovor s Florianom Ruessom, stavebným inžinierom extrémnych biotopov a zakladateľom biotopov pre extrémne prostredia - HE2
- Florian Ruess, súkromná komunikácia.
Ďakujem Florianovi Ruessovi za jeho príspevok do tohto článku. Ďalšie informácie o jeho práci a návrhoch biotopov extrémneho prostredia nájdete na jeho webovej stránke: HE-squared.com.
Ďalšie informácie o budúcnosti lunárneho urovnania nájdete v Mesačnej spoločnosti a zdroji spolupráce Lunarpedia.
