Księżyc, bazy na Księżycu

Kiedy bazy na Księżycu? Kosmiczne plany NASA i Chin

Księżyc nieuniknioną przyszłością ludzkości? Trwają intensywne przygotowania, by założyć stałe bazy na Księżycu. Na jakim etapie jest wyścig o skolonizowanie Księżyca? Czy, jak twierdzi Business Insider, wyścig zamienia się w “kosmiczną zimną wojnę”?

Ludzkość snuje wizje o kolonizacji Księżyca od setek lat. Już w 1638 roku biskup John Wilkins napisał Dyskurs o nowym świecie i innej planecie, w którym opisał kolonię na Księżycu. W 1959 roku armia USA zainicjowała Projekt Horizon, chcąc zbudować fort na Srebrnym Globie. Teraz scenariusze science fiction stają się realną rzeczywistością. Powstają projekty i technologie niezbędne, by zbudować stałe bazy na Księżycu. W 2019 roku ówczesny administrator NASA Jim Bridenstine, ogłaszając nowy program księżycowy, zapowiedział, że tym razem “lecimy na Księżyc, by na nim zostać”. Jak daleko jesteśmy od realizacji tego celu?

Chińczycy pierwsi zbudują bazy na Księżycu?

Chińska Narodowa Agencja Kosmiczna CNSA wysuwa się w kosmicznym wyścigu na prowadzenie? Planowana misja Chang’e-7 ma na celu wylądowanie w pobliżu krateru Shackleton na południowym biegunie Księżyca. To właśnie tam najprawdopodobniej powstanie pierwsza chińska baza księżycowa. Główny autor chińskiego programu eksploracji Księżyca Wu Weiren zapowiedział, że ten cel zostanie osiągnięty do 2030 roku. Jak jednak ujawnia South China Morning Post, Chińczycy przyspieszają i pierwsza baza lunarna ma być gotowa do 2027 roku. Pierwsza i nie ostatnia. Szybko ma powstać kolejna i to zdolna do swobodnego przemieszczania się po powierzchni Księżyca na odległość 1000 km i wykorzystująca do działania algorytmy sztucznej inteligencji. Miałaby funkcjonować także pod nieobecność ludzi.

Na razie Chiny w ramach misji Chang’e-7 zbadają m.in. morfologię Księżyca. Chińska sonda zostanie wyposażona w instrumenty naukowe, w tym sejsmometr, sondę radarową, magnetometr i spektrometry. Wszystko po to, by m.in. umożliwić wykrywanie lodowatej gleby i lotnych składników.

Zostaną również zebrane dane na temat aktywności sejsmicznej na Księżycu. W rejonie bieguna południowego Księżyca, gdzie mają stanąć pierwsze bazy, dochodzi do silnych wstrząsów. Masy skalne się przemieszczają, tworząc uskoki, lawiny i osuwiska. Naukowcy biorą pod uwagę osiedlenie się w księżycowych jaskiniach i tunelach, ale te mogą ulec zawaleniu. Zanim tajkonauci zamieszkają na Księżycu, konieczne są więc lata badań i analiz stabilności struktury geologicznej.

W sumie do 2050 r. Chiny chcą uzyskać dominującą pozycję na Księżycu. Cały czas pracują również nad kosmicznym reaktorem jądrowym o mocy 1 MW, superrakietą zdolną do wynoszenia 150 t ładunku na orbitę (czyli podobnie, jak SpaceX Starship) oraz hipersonicznym wahadłowcem, który ma latać na okołoziemską orbitę. 

– podaje Komputer Świat.

Transport na Księżyc. Chiny już nad tym pracują

Aby chiński plan kolonizacji Księżyca był możliwy, najpierw nastąpi wystrzelenie z Wenchang Satellite Launch Center, za pomocą rakiety Long March 8, satelity przekaźnikowego Queqiao-2. Posłuży jako platforma do wspierania misji Chang’e-7. W kolejnych latach ruszy misja kosmiczna Chang’e-8, której celem są eksperymenty związane z wykorzystaniem miejscowych zasobów Księżyca przez przyszłe misje załogowe.

Aby powstały bazy na Księżycu, niezbędny jest środek transportu wraz z kompleksem startowym. Chińczycy już nad tym pracują – powstaje rakieta Long March 9. Przed rokiem 2030 ma odbyć dwa loty. Będzie zabierała na Księżyc nawet 50 ton ładunku. Tymczasem NASA zapowiada, że do 2026 roku zbuduje rakietę zdolną do wyniesienia na Księżyc ponad 46 ton ładunku.

Chiny w wyścigu o Księżyc mają silnego sojusznika. Agencja CNSA zobowiązała się do ścisłej współpracy z rosyjskim Roskosmosem w domenie kosmicznej do 2027 roku. Podpisano list intencyjny określający ramy pokojowej i naukowej eksploracji Księżyca oraz budowy wspólnej lunarnej stacji badawczej. Na lata 2026-2030 planowane są dwie misje mające na celu przetestowanie technologii lądowania i dostarczania ładunków oraz transportu próbek gleby księżycowej na Ziemię. Baza chińsko-rosyjska miałaby zostać zbudowana do 2035 roku.

Amerykańskie plany kolonizacji Księżyca

NASA nie odda Chińczykom kosmicznej palmy pierwszeństwa bez walki. Pentagon twierdzi, że w ciągu 10 lat powstanie infrastruktura umożliwiająca działalność komercyjną na Księżycu. Plany są ambitne, ale Stany Zjednoczone będą musiały jednak zejść na ziemię?

Amerykanie zapowiadają załogową misję Artemis II, by m.in sprawdzić działanie statku Orion. Czwórka astronautów obleci Księżyc na wysokości 8900 km nad jego powierzchnią. Będzie to ważny krok w planowanej kolonizacji Księżyca i misji Artemis III. Finalnie na orbicie Księżyca ma powstać orbitalna stacja Gateway wraz z modułem mieszkalnym. Będzie to platforma technologiczna z możliwością długoterminowego podtrzymania życia. Mowa jest nawet o genetycznych modyfikacjach ludzi, by mogli przetrwać lata poza Ziemią.

Zastępca administratora NASA Jim Free, oznajmił, że oprócz obiektu Artemis Base Camp, który został zaprezentowany w 2020 r., powstaną też kolejne księżycowe budynki. Zbudowane zostaną już przy udziale takich partnerów jak Europejska Agencja Kosmiczna, kanadyjska oraz japońska. Space24 zwraca jednak uwagę, że to być może plany nierealne. Amerykanie po prostu musieli odpowiedzieć na kosmiczne deklaracje Chin.

Faktem jest jednak, że dzięki sondzie Lunar Reconnaissance Orbiter oraz informacjom pozyskanym w trakcie kilku dekad badań Srebrnego Globu, Amerykanie wybrali wstępne lokalizacje gdzie mogłyby powstać bazy księżycowe. Tak jak Chińczycy, naukowcy NASA również biorą pod uwagę okolice krateru Shackleton. Jest tam pokrywa lodowa (źródło wody) oraz dostęp do światła słonecznego.

Faktem jest również, że NASA i ESA pracują nad tym jak sprowadzić sygnał ziemskiej nawigacji satelitarnej na Księżyc. Planują zbudować sieć nawigacyjną wokół Księżyca. W ramach inicjatywy Moonlight, Surrey Satellite Technology i Telespazio opracowują koncepcję umieszczenie wokół Srebrnego Globu floty satelitów komunikacyjnych i nawigacyjnych. ESA uważa, że w ten sposób uda się udostępnić Księżyc dla przedsiębiorstw komercyjnych i obniżyć wymagania dla mniejszych krajów i prywatnych misji.

NASA pracuje również nad detektorami, opracowanymi wspólnie z Włoską Agencją Kosmiczną. Celem jest wystrzelenie pierwszego z tych receptorów na powierzchnię Księżyca w 2024 r. w ramach Lunar GNSS Receiver Experiment.

– pisze Business Insider.

Dr Michael „Orbit” Nayak, kierownik programu w Biurze Technologii Strategicznych DARPA, uważa, że “w ciągu najbliższych 10 lat nastąpi duża zmiana paradygmatu gospodarki księżycowej”. Zapowiada stworzenie wielozadaniowych systemów księżycowych jak np. elektrownie zapewniające jednocześnie energię, komunikację i nawigację.

Dotarcie na Księżyc z ładunkiem to tylko jedno z wielu wyzwań. Muszą powstać specjalne lądowiska dla rakiet, ponieważ lądowanie na surowej powierzchni grozi wzbijaniem w atmosferę niebezpiecznego pyłu księżycowego. NASA i ESA już opracowują (przy współpracy z firmą SpaceX) The Human Landing System, by astronauci mogli bezpiecznie wylądować na Księżycu w ramach misji Artemis. Do tego konieczne są drogi dojazdowe do poszczególnych obiektów. Amerykańska agencja kosmiczna zapowiada, że poza budynkami mieszkalnymi, wyposaży księżycową bazę w elektrownię oraz laboratoria produkujące paliwo, tlen i wodę pitną.

Plany są ambitne i – nomen omen – nie z tej ziemi. NASA traci jednak szansę na zwycięstwo w wyścigu o Księżyc? Ze względów bezpieczeństwa opóźniono misje kosmiczne Artemis 2 i 3. Agencja usprawiedliwia nowy harmonogram misji kosmicznych m.in. „wyzwaniami rozwojowymi w branży”. Tak naprawdę może chodzić po prostu o problemy firmy SpaceX Elona Muska, bez której NASA nie jest już w stanie eksplorować kosmosu na upragnioną skalę.

Powody związane z opóźnieniem misji mają związek z trwającą analizą wyników po misji Artemis I, w szczególności kwestii nadmiernego zużycia osłony termicznej pojazdu MPCV Orion. Ma to także związek z wolniejszym niż spodziewany rozwoju prac nad lądownikiem księżycowym. Dla misji Artemis III jest to księżycowa wersja pojazdu Starship firmy SpaceX

wyjaśnia Kosmonauta.net.

Jak będą wyglądały bazy na Księżycu? Astronauci mieszkający w grzybach

Jak będzie wyglądała baza na Księżycu? Grupa polskich architektów stworzyła jeden z najciekawszych projektów stacji lunarnej. Zdobył nawet wyróżnienie w konkursie zorganizowanym przez platformę YAC (Young Architects Competition) i zespół ESA ds. Jaskiń Planetarnych.

Obiekt miałby powstać w jaskini lawowej na obszarze księżycowego Lacus Mortis. Chroniłaby m.in. przed promieniowaniem i odłamkami, którymi bombardowana jest powierzchnia. Wszystkie moduły stacji zostałyby wyposażone w powłokę ochronną, utrzymującą strefę niskiego ciśnienia. W tunelu pod powierzchnią Księżyca zostałyby umieszczone m.in. laboratorium badawcze, uprawy hydroponiczne i kwatery gościnne. Na zewnątrz jaskini powstałyby dwa lądowiska, sieć dróg i magazyny paliw. Projekt zakłada zbudowanie reaktorów modułowych, zapewniających zasilanie kompleksu księżycowego.

Niestety, taka baza jak na razie pozostaje jedynie w sferze science fiction. Projekt zakłada m.in. użycie jako budulca cementu księżycowego, czyli mieszanki wody i regolitu. Ich zdobycie i przetwarzanie może być w tym rejonie Księżyca niemożliwe. Co ciekawe, Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) i konsorcjum ArianeGroup podpisały kontrakt w ramach którego jeszcze przed 2025 rokiem na Księżycu miałyby powstać pierwsze kopalnie regolitu

Baza składa się z czterech jednostek, które pełnią odmienne funkcje w systemie, ale pozostają samowystarczalne. Nie mogą jednak powstawać dowolnie. Centralny moduł kompleksu księżycowego jest podstawowym i został trwale połączony z powietrzną śluzą techniczną. Stanowi więc część głównej arterii bazy księżycowej i czyni istotnym w transporcie materiałów do budowy kolejnych modułów

– wyjaśnia tech.wp.pl.

Centrum Architektury Pozaziemskiej Uniwersytetu Technologicznego w Harbinie również przedstawiło projekt kosmicznej bazy. I również proponuje osiedlenie się w kosmicznych jaskiniach lawowych. Projekt zakłada zbudowanie głównej części bazy i uzupełnienie jej dmuchanymi modułami (są lżejsze i łatwiejsze w transporcie). Sufit tunelu zostałby przykryty nadmuchaną bramą, która chroniłaby przed szkodliwym promieniowaniem słonecznym, meteorytami i ekstremalnymi temperaturami. Na powierzchni Księżyca znalazłyby się stacja komunikacyjna, lądowisko, a także panele słoneczne. Jak jednak podała agencja Caixin, chińska agencja kosmiczna jako źródło energii na Księżycu raczej wybierze energię jądrową.

CZYTAJ WIĘCEJ: Bank genów na Księżycu. Naukowcy chcą, by w kosmosie powstała “nowa Arka Noego”

Amerykanie w swoich projektach również biorą pod uwagę nadmuchiwane moduły. Powstała nawet koncepcja takich nadmuchiwanych elementów jak wieże techniczne, suwnice i anteny komunikacyjne. Co ciekawe, w 1954 roku pisarz science fiction, Arthur C. Clarke zaproponował bazę księżycową z nadmuchiwanych modułów pokrytych pyłem Księżyca w celu izolacji.

NASA rozważa również wyhodowanie żywej infrastruktury z grzybów (myco-architecture project). Domy z grzybów miałyby chronić przed promieniowaniem i tworzyłyby ekosystem spełniający potrzeby ludzi.

Naukowcy z NASA/ESA opracowują też projekt pneumatycznych habitatów ograniczających dawki promieniowania przez umieszczenie modułów pod warstwą luźnego regolitu. Byłyby wyposażone w system luster zapewniający podziemnym budynkom ekspozycję na promienie słoneczny oraz dostarczający roślinom warunki do fotosyntezy. To właśnie rośliny miałyby oczyszczać wodę i produkować tlen dla ludzi. Pomysłodawcą projektu (w ramach programu Open Space Innovation Platform), finansowanego przez ESA, jest austriacka firma Pneumocell. Problemem jest jednak stworzenie odpowiednich gatunków roślin, które poradzą sobie w kosmicznych warunkach, m.in. z mikrograwitacją.

Powstał też projekt księżycowej bazy Lunar Lantern. Został zaprezentowany przez firmę ICON, która nawiązała współpracę z Bjarke Ingels Group (BIG) oraz Space Exploration Architecture (SEArch+). Kosmiczną placówkę stworzyłyby zrobotyzowane drukarki 3D. Co ważne, w projekcie bazy księżycowej uwzględniono wytłumienia chroniące przed wstrząsami sejsmicznymi. Zostałaby stworzona również specjalna tarcza (struktura rybich łusek) chroniąca przed odłamkami skalnymi z kosmosu.

CITYX VENICE – The Lunar Lantern

Roboty na Księżycu. Konserwacja infrastruktury

Na Księżycu panują ekstremalne warunki, które będą destrukcyjne dla infrastruktury. Baza lunarna będzie wymagała ciągłych napraw. Kto je wykona? Zespół naukowców z USA od 2019 roku pracuje nad stworzeniem samonaprawiających się baz kosmicznych, które określają jako SmartHabs. Pierwsze SmartHaby będą nie większe niż kamper i pełne sprzętu. Co więcej, “zespół z RETHi opracował miękkie i odkształcalne ramię robota, które można również usztywnić, a tym samym wywierać większy nacisk“.

Naukowcy z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applies Sciences (SEAS), University of Conneticut oraz University of Texas w Resilient ExtraTerrestrial Habitats Institute (RETHi) pracują nad stworzeniem robotów, które zajęłyby się konserwacją księżycowych budynków. Jak wyjaśnił dyrektor inicjatywy Justin Werfel, “roboty powinny przejąć pracę ludzkich inżynierów w placówkach na Marsie i Księżycu“.

Księżyc pierwszy przystankiem w kosmosie

Dyrektor Europejskiej Agencji Kosmicznej Jan Wörner w rozmowie z Euronews powiedział, że jego celem jest zbudowanie stałej kosmopolitycznej infrastruktury na Księżycu. Obiekt zbudowany w ramach projektu Moon Village byłby otwarty dla przybyszów z każdego kraju. Ocenił w 2018 roku, że w ciągu dwóch dekad ludzie jeszcze nie wylądują na Marsie. Aby było to możliwe, najpierw konieczny jest powrót człowieka na Księżyc, i to na stałe.

Tego samego zdania jest Elon Musk, który zapewnia, że Księżyc to tylko pierwszy przystanek przed Marsem i dalszymi kosmicznymi podróżami. Jego zdaniem ludzie powinni stać się gatunkiem międzyplanetarnym z samopodtrzymującą się cywilizacją na innej planecie. Naukowcy z NASA — Jonathan H. Jiang, Philip E. Rosen oraz Kristen A. Fahy – zapowiadają, że wkrótce ludzkość będzie w stanie zasiedlić Układ Słoneczny, co jest warunkiem, by nasz gatunek przetrwał.

Jak podkreśla National Geographic, “jeżeli wszystkie plany agencji skupionych wokół programu Artemis zostaną zrealizowane, to w ciągu dekady wokół Księżyca powinna orbitować stacja przesiadkowa w odległy kosmos“.

Pierwszy człowiek postawi nogę na Czerwonej Planecie w 2038 roku. Z kolei w 2064 ludzkość pojawi się na pasach asteroid, a w 2254 ruszymy do podboju kolejnych układów słonecznych, w tym najbliższego nam wokół gwiazdy Proxima Centauri, która znajduje się około 4,24 lat świetlnych od Ziemi.

– zapowiadają naukowcy NASA.

źródło: Komputer Świat, Space24.pl, tech.wp.pl, Business Insider, National Geographic, ESA, NASA, Business Insider

Foto: Pexels/ ThisIsEngineering,