O renomado escritório de arquitetura Skidmore, Owings &Merrill, originador de muitos dos arranha-céus mais altos do mundo, vem trabalhando em um design ainda mais desafiador:um habitat para uma futura Moon Village. A sua proposta foi submetida a um exame rigoroso por especialistas da ESA no Concurrent Design Facility de avaliação da missão da Agência.

Este processo de revisão sinalizou vários problemas, mas não encontrou obstáculos - o que significa algo semelhante ao inovador da empresa, estrutura semi-inflável para quatro pessoas pode muito bem acabar na superfície lunar nos próximos anos.

Skidmore, Owings &Merrill (SOM) prestou consultoria ao corpo docente do Departamento de Aeronáutica e Astronáutica do MIT, bem como à ESA, em seu estudo de projeto de habitat. Foi inspirado pela visão do Diretor Geral da ESA, Jan Wörner, de uma Aldeia da Lua internacional desenvolvida através de uma aliança entre o público e o privado, parceiros espaciais e não espaciais.

O trabalho começou no estudo em 2018, mas este ano o projeto do habitat foi submetido a um estudo de seis sessões no Concurrent Design Facility (CDF) da ESA. Localizado no coração técnico da Agência, em Noordwijk, Os Países Baixos, o CDF reúne uma rede de especialistas espaciais para realizar avaliações rápidas de novos conceitos de missão e criar projetos viáveis.

"O valor dessas sessões de CDF é que elas podem executar nosso projeto passando por cada especialista necessário em tempo real, "diz Daniel Inocente, líder de estudo no SOM. "Tem sido uma ótima experiência, porque fomos capazes de descobrir os fatores limitantes envolvidos no design para a lua em um curto espaço de tempo, leve-os a bordo e identifique possíveis respostas. "

"Este estudo está claramente olhando para o futuro, além do horizonte das atividades de exploração lunar atualmente planejadas, "explica Advenit Makaya, líder de estudos na ESA. "Mas tem sido um exercício muito interessante para os vários especialistas da ESA, para colaborar com especialistas em arquitetura, para identificar e abordar os impulsionadores e as maneiras pelas quais esse design inovador pode ser implantado na lua. "

"A colaboração neste projeto, combinando as melhores ideias e experiência do SOM e dos especialistas da ESA, é um bom exemplo de como a ESA deseja não apenas desenvolver programas futuros, mas também para ser um facilitador para outras iniciativas que contribuam para o bem comum, "comenta Isabelle Duvaux-Béchon, do Departamento de Coordenação de Políticas e Programas da ESA.

Inflabilidade para máximo espaço no espaço

Tomando o módulo BEAM inflável atualmente conectado à Estação Espacial Internacional como ponto de partida, SOM projetou uma estrutura de concha semi-inflável para oferecer o volume mais alto possível para a relação de massa. Uma vez inflado na superfície lunar, alcançaria aproximadamente o dobro de seu volume interno original.

Daniel explica:"Por dentro, pensamos muito sobre a experiência humana, em termos de condições de iluminação, arquitetura flexível que pode ser reconfigurada conforme necessário, e também espaço do chão ao teto - lunar um sexto G significa que os membros da tripulação podem chegar muito mais alto, e encorajamos o uso de barras de apoio e outras ajudas simples. O astronauta aposentado da NASA Jeffrey Hoffman, Professor do Departamento de Aeronáutica e Astronáutica do MIT, deu-nos comentários sobre como melhorar o espaço de vida e de trabalho a partir da sua experiência pessoal. "

O local escolhido foi descrito como o imóvel mais desejável do Sistema Solar:a borda da cratera Shackleton ao lado do Pólo Sul lunar. Evitando os extremos de temperatura incapacitantes dos dias e noites de duas semanas da lua, este local oferece luz solar quase contínua para energia solar, uma visão contínua da Terra e acesso aos depósitos de gelo de água lunar em crateras adjacentes permanentemente sombreadas.

O habitat de quatro andares seria inflado localmente por astronautas ou por meio de rovers teleoperados da estação Gateway em torno da lua. Ele manteria sua tripulação de quatro pessoas viva e confortável por até 300 dias na época.

Perigo:radiação

Originalmente, o projeto planejado para uma estadia de 500 dias, mas este alvo teve que ser reexaminado devido a uma das restrições mais desafiadoras da vida na lua:a radiação. Como a lua está bem fora do escudo magnético protetor da Terra na maior parte de sua órbita, ela está sujeita à radiação ionizante do Sol e do espaço profundo.

"A análise de radiação do CDF nos deu uma indicação melhor dos limites de exposição e duração, então tivemos que mudar nossa meta básica, "comenta Daniel.

"De forma similar, inicialmente planejamos ter os aposentos da tripulação em um andar superior, mas mudou para um nível inferior, para servir de abrigo para a tripulação contra tempestades solares. Este nível também armazenaria nosso sistema de suporte de vida, proporcionando proteção extra contra radiação. Também existe a possibilidade de forrar a estrutura com material lunar ou então com água de origem local, para aumentar ainda mais a proteção da tripulação. "

Manter as tripulações vivas e bem

De olho no futuro, o habitat combina sistemas tradicionais de suporte de vida com sistemas regenerativos de circuito fechado, trabalhou através do programa MELiSSA da ESA, com a vantagem adicional de permitir que os alimentos sejam cultivados in situ.

As necessidades de energia do habitat - estimadas em 60 quilowatts pela experiência da ISS - seriam satisfeitas usando uma fazenda de energia solar adjacente ou um reator de fissão implantado na superfície.

Igualmente importantes seriam os radiadores, necessário para descarregar o calor residual e manter uma temperatura interna confortável em mangas de camisa de 22 ° C. A equipe do CDF, com base na experiência anterior do caçador de cometas Rosetta da ESA, propôs adicionar 'venezianas' que podem ser fechadas para controlar a emissividade do radiador durante as noites polares breves, mas frias.

Opções de pouso e inicializador

Outro fator chave do design é minimizar o contato com pegajosos, poeira lunar abrasiva. Como Daniel explica:"Na verdade, pousaríamos o habitat a uma certa distância de seu destino final e o transportaríamos para o lugar por terra, porque o pouso do módulo de pouso levantará muita poeira, o que é prejudicial tanto para as pessoas quanto para o equipamento. E o habitat faria interface com conchas de eclusa de ar separadas dedicadas a tirar o pó de trajes espaciais e equipamentos, para realmente reduzir a quantidade de poeira no habitat. "

Um dos maiores desafios sinalizados pelo CDF é realmente chegar lá. O habitat, incluindo todos os seus equipamentos internos pré-instalados, teria uma massa superior a 58 toneladas, o que estaria além do escopo dos veículos de lançamento em operação.

Daniel acrescenta:"Olhando além do curto prazo, consideramos duas opções, um dos quais é o próximo lançador do Sistema de Lançamento Espacial da NASA, e a outra é a nave estelar da SpaceX, que não teria problemas com nossas necessidades de massa, mas ainda está em um estágio inicial de desenvolvimento. "

Assim que o primeiro habitat estiver instalado, a equipe SOM prevê módulos adicionais se juntando a ele, personalizado para funções específicas, como pesquisa, fabricação, cultura alimentar e turismo - permitindo que a base se expanda em uma vila, então, eventualmente, uma cidade.

Como Daniel conclui:"Estávamos trabalhando apenas meio período na Vila da Lua, mas o projeto informou nosso pensamento sobre grandes edifícios terrestres como arranha-céus e aeroportos de forma qualitativa e quantitativa. Na Terra, as demandas não são tão absolutas quanto o espaço, mas a experiência oferece maneiras de melhorar nossas metodologias de design, como selecionar materiais, tecnologias de construção integradas e minimização de impactos ambientais.

"E o esforço de projetar este habitat é útil por si só. Seria extremamente caro construir, tecnicamente desafiador, mas é concebível dada a taxa de melhoria em tecnologia e engenharia e nos fornece uma meta a que aspirar - assim como o planejamento para construir o próximo, arranha-céu mais alto ou planejando uma cidade terrestre do futuro. "