Este bloco de construção de 1,5 toneladas foi produzido como uma demonstração de técnicas de impressão 3D usando solo lunar. O design é baseado em uma estrutura oca de células fechadas - uma reminiscência de ossos de pássaros - para dar uma boa combinação de força e peso. Crédito:ESA
Nas próximas décadas, muitas agências espaciais esperam realizar missões tripuladas à lua e até estabelecer postos avançados lá. Na verdade, entre a NASA, a Agência Espacial Europeia (ESA), Roscosmos, e as agências espaciais indianas e chinesas, não faltam planos para construir bases lunares e assentamentos. Estes não irão apenas estabelecer uma presença humana na lua, mas facilite as missões a Marte e mais profundamente no espaço.
Por exemplo, a ESA está planejando construir uma "aldeia lunar internacional" na lua por volta de 2030. Como o sucessor espiritual da Estação Espacial Internacional (ISS), esta vila também permitiria pesquisas científicas em um ambiente lunar. Atualmente, Pesquisadores europeus estão planejando como construir esta vila, que inclui a realização de experimentos com simuladores de poeira lunar para criar tijolos.
Para simplificar, toda a superfície da lua está coberta de poeira (também conhecida como regolito) que é composta de partículas finas de silicato áspero. Essa poeira foi formada ao longo de bilhões de anos por impactos constantes de meteoritos que transformaram o manto de silicato em partículas finas. Permaneceu em um estado áspero e fino devido ao fato de que a superfície lunar não experimenta intemperismo ou erosão (devido à falta de uma atmosfera e de água líquida).
Porque é tão abundante, alcançando profundidades de 4-5 metros (13-16,5 pés) em alguns lugares - e até 15 metros (49 pés) nas áreas mais antigas das terras altas - o regolito é considerado por muitas agências espaciais como o material de construção preferido para assentamentos lunares. Como Aidan Cowley, o consultor científico da ESA e um especialista quando se trata de solo lunar, explicado em um comunicado de imprensa recente da ESA:
"Os tijolos lunares serão feitos de poeira. Você pode criar blocos sólidos a partir deles para construir estradas e plataformas de lançamento, ou habitats que protegem seus astronautas do severo ambiente lunar. "
O conceito artístico de uma base lunar de múltiplas cúpulas, que seria construído por robôs de impressão 3D usando poeira lunar (regolito). Crédito:ESA / Foster + Partners
Além de aproveitar um recurso local aparentemente inesgotável, os planos da ESA de usar regolito lunar para criar esta base e infra-estrutura relacionada demonstram o seu compromisso com a utilização de recursos in situ. Basicamente, bases na lua, Marte, e outros locais no Sistema Solar precisarão ser tão autossuficientes quanto possível para reduzir a dependência da Terra para remessas regulares de suprimentos - o que seria caro e esgotaria os recursos.
Para testar como o regolito lunar se sairia como material de construção, Cientistas da ESA têm usado simuladores de poeira lunar colhidos bem aqui na Terra. Como Aiden explicou, O regolito na Terra e na Lua é produto do vulcanismo e é basicamente um material basáltico feito de silicatos. "A lua e a Terra compartilham uma história geológica comum, " ele disse, "e não é difícil encontrar material semelhante ao encontrado na lua nos restos de fluxos de lava."
O simulante foi colhido na região ao redor de Colônia, Alemanha, que foram vulcanicamente ativos cerca de 45 milhões de anos atrás. Usando pó vulcânico desses fluxos de lava antigos, que foi determinado ser uma boa combinação para a poeira lunar, pesquisadores do Centro Europeu de Astronautas (EAC) começaram a usar o pó (que eles chamaram de EAC-1) para criar protótipos dos tijolos que seriam usados para criar a vila lunar.
Nave espacial EAC, uma iniciativa da ESA concebida para enfrentar os desafios do voo espacial tripulado, também está trabalhando com o EAC-1 para desenvolver as tecnologias e os conceitos que serão necessários para criar um posto avançado lunar e para futuras missões à lua. Um de seus projetos centra-se em como usar o oxigênio da poeira lunar (que responde por 40% dela) para ajudar os astronautas a terem estadias prolongadas na lua.
Mas antes que a ESA possa aprovar a poeira lunar como material de construção, uma série de testes ainda precisam ser realizados. Isso inclui a recriação do comportamento da poeira lunar em um ambiente de radiação para simular seu comportamento eletrostático. Por décadas, os cientistas sabem que a poeira lunar é eletricamente carregada por causa da forma como é constantemente bombardeada por radiação solar e cósmica.
O conceito de base lunar impresso em 3D da ESA, com base no projeto produzido pela empresa de projetos arquitetônicos e de engenharia Foster + Partners. Crédito:ESA / Foster + Partners
Isso é o que faz com que ele se levante da superfície e se agarre a qualquer coisa que toque (o que os astronautas da Apollo 11 notaram ao retornar ao Módulo de Excursão Lunar). Como Erin Transfield - um membro da equipe de tópicos de poeira lunar da ESA - indicou, os cientistas ainda não entendem completamente a natureza eletrostática da poeira lunar, o que pode ser um problema quando se trata de usá-lo como material de construção.
O que mais, os experimentos de radiação-ambiente não produziram resultados conclusivos ainda. Como uma bióloga que sonha em ser a primeira mulher na lua, Transfield indicou que mais pesquisas são necessárias usando poeira lunar real. "Isso nos dá mais um motivo para voltar para a lua, "Ela disse." Precisamos de amostras imaculadas da superfície exposta ao ambiente de radiação. "
Além de estabelecer uma presença humana na lua e permitir missões no espaço profundo, a construção da aldeia lunar proposta pela ESA também ofereceria oportunidades para alavancar novas tecnologias e forjar parcerias entre os setores público e privado. Por exemplo, a ESA colaborou com a empresa de design arquitetônico Foster + Partners para criar o design para sua aldeia lunar, e outras empresas privadas foram recrutadas para ajudar a investigar outros aspectos de sua construção.
Atualmente, a ESA planeja construir sua aldeia lunar internacional na região polar sul, onde abundante água gelada foi descoberta. Para investigar isso, a ESA enviará o seu Pacote para Observação de Recursos e Prospecção In-Situ para Exploração, Missão de exploração comercial e transporte (PROSPECT) à lua em 2020, que estará viajando como parte da missão russa Luna-27.
Esta missão, um esforço conjunto entre a ESA e a Roscosmos, envolverá um módulo de pouso construído pela Rússia pousando na Bacia Aitken do Pólo Sul da lua, onde a sonda PROSPECT será implantada e perfurada na superfície para recuperar amostras de gelo. Daqui para frente, os planos de longo prazo da ESA também prevêem uma série de missões à lua começando na década de 2020, que envolveria trabalhadores de robôs abrindo caminho para que exploradores humanos pousassem mais tarde.
Nas próximas décadas, as intenções das principais agências espaciais do mundo são claras - não apenas voltaremos à lua, mas pretendemos ficar por lá! Para esse fim, recursos consideráveis estão sendo dedicados à pesquisa e ao desenvolvimento das tecnologias e conceitos necessários para que isso aconteça. Na década de 2030, podemos apenas ver astronautas (e até mesmo cidadãos) indo e vindo da lua com frequência regular.