Neste emocionante, mas desafiador, período de exploração espacial, o tempo está se aproximando rapidamente para conceitos de design sérios para os primeiros habitats que serão construídos na paisagem lunar. Em artigos anteriores, examinamos os riscos associados a esse empreendimento, examinamos as estruturas disponíveis, inclusive detalhamos uma estrutura semelhante a um hangar que pode usar materiais minerados localmente. Agora, examinamos os possíveis elementos de infraestrutura que serão necessários para apoiar uma colônia viável na Lua. Florian Ruess, um engenheiro estrutural que está trabalhando no futuro dos habitats em ambientes extremos, também levou algum tempo com a Revista Space para dar suas opiniões sobre o futuro da humanidade em solo lunar ...
Imagine tentar construir uma estrutura na superfície da lua. Dois dos maiores obstáculos que os primeiros colonos lunares enfrentarão são a gravidade muito baixa e a poeira fina, causando todos os tipos de problemas de construção. Embora pareça provável que os primeiros habitats sejam construídos por processos automatizados antes que a humanidade pise na lua, a fabricação de uma infraestrutura de assentamento será uma preocupação primordial para os engenheiros, para que a construção seja feita o mais eficiente possível.
A infraestrutura será um dos fatores mais importantes em relação aos planejadores de missão. Como os materiais de construção serão fabricados? Como o material será fornecido aos trabalhadores da construção? Como água e alimentos preciosos serão fornecidos à colônia lunar? Os veículos de suprimento podem ir de A a B com pouco esforço?
Exemplos históricos da eficácia de uma infraestrutura de transporte eficiente podem ser vistos na coalescência das cidades ao redor dos rios (tradicionalmente a maneira mais rápida de transportar pessoas e materiais ao redor de um país). Os canais foram fundamentais para dar vida às cidades durante a Revolução Industrial no Reino Unido no final do século XVIII. À medida que as linhas ferroviárias ligavam o leste e oeste da América do Norte na última metade do século XIX, a aceleração do crescimento populacional foi experimentada pelas pessoas que desenraizavam e "homesteading" as novas terras agrícolas acessíveis. Nos últimos 50 anos, o “efeito de rodovia do sul da Califórnia” é responsável pela proliferação de postos de gasolina, restaurantes, lojas, seguidos por áreas residenciais para trabalhadores - eventualmente, cidades e vilas inteiras se baseiam na facilidade de acesso para transporte.
A futura colonização tripulada da Lua e Marte provavelmente será baseada em um princípio semelhante; o sucesso de um assentamento lunar dependerá fortemente da eficiência da estrutura de transporte.
Parece provável que a maioria dos transportes ao redor da Lua dependerá de métodos com rodas, seguindo veículos terrestres e testando e testando "buggies da Lua" das missões Apollo nas décadas de 1960 e 1970. No entanto, existem algumas desvantagens significativas. Abordando esta questão, Florian Ruess, engenheiro estrutural e colaborador de Haym Benaroya (cuja publicação se baseia este artigo), aponta alguns problemas com este modo de transporte:
“Para qualquer missão, sempre haverá a necessidade de transporte individual e a solução óbvia é um veículo com rodas. Mas existem alguns problemas sérios com esta solução:
- Tração reduzida. A gravidade de 1/6 e o solo lunar tornam a tração um problema, assim como o Espírito e a Oportunidade de Marte (Mars Exploration Rovers) em Marte, é possível ficar preso facilmente ou precisar de muita energia para se locomover.
- Poeira. A experiência da Apollo mostra que muita poeira é levitada por veículos com rodas. Este pó é perigoso para máquinas e seres humanos quando inalado.”
- Florian Ruess (comunicação privada)
Portanto, viajar em um “buggy” modificado pode não ser a resposta para uma base lunar estabelecida, alguma forma de infraestrutura rodoviária seria necessária se o transporte com rodas fosse usado.
Pó perturbador na superfície lunar está longe de ser um problema menor. Da experiência da NASA com as missões Apollo, de longe o maior contribuinte para a geração de poeira foi a decolagem e o pouso de módulos lunares. 50% do regolito é menor que a areia fina e aproximadamente 20% é menor que os 0,02 mm "empoeirados" que preservaram as primeiras impressões de bota de Neil Armstrong. É esse componente muito fino do regolito que pode causar uma série de problemas mecânicos e de saúde:
- Deficiência visual
- Leituras incorretas do instrumento
- Revestimento contra poeira
- Perda de tração
- Entupimento de mecanismos
- Abrasão
- Problemas de controle térmico
- Falhas no selo
- Inalação
Portanto, parece óbvio que a criação de poeira deve ser mantida no mínimo, pois esse fator pode ser um sério obstáculo à infraestrutura do assentamento.
As estradas são a resposta perfeita para a nova colônia lunar. Eles forneceriam aos veículos com rodas a tração necessária (com um efeito de atrito com a eficiência de combustível do veículo) e podem reduzir significativamente a quantidade de suspensão de poeira, especialmente se a superfície da estrada for elevada acima do regolito ao redor. As estradas, no entanto, têm suas desvantagens. Eles são extremamente caros e podem ser muito difíceis de construir. Fundir o regolito para formar uma superfície dura pode ser uma resposta, mas, como apontado por Ruess, "... isso requer enormes energias, que não podem ser fornecidas apenas pela energia solar". Portanto, seria necessária uma forma alternativa de energia para realizar essa construção.
Embora a construção de estradas seja altamente desejável, pode não ser possível, pelo menos nos estágios iniciais do desenvolvimento dos assentamentos lunares. Um desenvolvimento emergente no transporte espacial alternativo é o método de decolagem e aterrissagem vertical, mas, como afirmado anteriormente, a decolagem e aterrissagem movida a foguete produz grandes quantidades de poeira. Mas, se houver várias bases na Lua, isso pode ser uma possibilidade: “... muitas pessoas recomendam soluções diferentes para rotas que serão usadas com freqüência, como ir da plataforma de aterrissagem até o assentamento ou de um assentamento para o próximo” Ruess acrescenta.
Outra solução é uma forma estabelecida de transporte. Evitando totalmente o contato com a superfície, reduzindo a poeira e evitando obstáculos, um teleférico lunar pode ser uma possibilidade viável. Parece provável que uma rede de transporte de teleférico seja altamente eficaz. “Vãos muito grandes serão possíveis na Lua e, portanto, o custo da infraestrutura não é exorbitante”, ressalta Ruess. Essa possibilidade está sendo seriamente considerada pelos planejadores de assentamentos lunares.
Analisando os artigos anteriores da série, Florian Ruess comenta se as bases lunares podem ser móveis e aponta algumas das graves dificuldades que os planejadores de assentamentos enfrentam para o uso de materiais extraídos localmente:
“Eu não sou um grande fã de bases móveis. Esse sistema que inclui geração de energia, comunicações e principalmente proteção a meteoróides e radiação a longo prazo não me parece viável. Mas os veículos com rodas poderiam ser projetos pressurizados capazes de servir missões científicas de vários dias. Essa seria uma boa solução para expandir os recursos de uma base permanente.
“Os materiais locais são uma questão crucial, mas difícil. Minha pesquisa até agora mostrou que somente depois que uma certa presença fosse estabelecida e a experiência com questões e materiais lunares fosse adquirida, estaríamos em posição de ousar e construir habitats a partir de materiais locais. Certamente não antes que o homem ponha os pés na lua. E esqueça o concreto lunar muito citado! Existem tantos obstáculos para esse material imaginário que eu nem quero começar a mencioná-los. A única aplicação inicial de material local que vejo é a proteção contra meteoróides e radiação usando o regolito como material de proteção.”
- Construindo uma base lunar: Parte 1 - Desafios e perigos
- Construindo uma base lunar: Parte 2 - Conceitos de habitat
- Construindo uma Base Lunar: Parte 3 - Projeto Estrutural
- Construindo uma base lunar: Parte 4 - Infraestrutura e transporte
"Construindo uma base lunar" é baseado em pesquisas de Haym Benaroya e Leonhard Bernold ("Engenharia de bases lunares“)
Além de uma entrevista exclusiva com Florian Ruess, engenheiro estrutural de habitats extremos e fundador da Habitats for Extreme Environments - HE2
-Florian Ruess, comunicação privada.
Muito obrigado a Florian Ruess por seu tempo em contribuir com este artigo. Para obter mais informações sobre seu trabalho e projetos de habitat em ambientes extremos, visite o site: HE-squared.com.
Para obter mais informações sobre o futuro do assentamento lunar, consulte a Moon Society e o recurso colaborativo Lunarpedia.
