Det koldeste sted på Jorden og er tæt på temperaturen i månens nat — og at oprette en database, der vil være i stand til at beskytte bosættere fra en sådan temperatur, er ikke let. For mange årtier tanken om at kolonisere månen begejstrede forskere og visionære mennesker. På TV-skærme og skærme dukkede op forskellige begreber af månens kolonier.
Måske en måne koloni ville være det næste logiske skridt for menneskeheden. Det er vores nærmeste nabo-stjerne, som er nogle 383 000 kilometer fra os, som forenkler support-ressourcer. Hertil kommer, at i månen i overskud af helium-3, er et ideelt brændstof til termonuklear reaktorer, som på Jorden er meget lille.
Ruten til en permanent lunar koloni teoretisk skitseret forskellige rum-program. Kina har udtrykt interesse i at placere en base på månen. I oktober 2015, blev det kendt, at den Europæiske rumorganisation og Roscosmos planlægger en serie af missioner til månen, for at vurdere muligheden for at være vært for permanent bosættelser.
Men vores satellit-har en række problemer. En revolution af Månen gør jorden til 28 dage, månens nat varer 354 timer — over jorden 14 dage. Lang nat cyklus betyder et markant fald i temperaturen. Temperaturen ved ækvator varierer fra 116 grader Celsius i løbet af dagen til at -173 grader om natten.
En månelys nat ville være kortere, hvis du placerer en base på Nord-eller sydpolen. “Der er mange grunde til at bygge en base ved polerne, men det er nødvendigt at tage højde for andre faktorer end timer af sollys,” siger Edmond trollop, ingeniør plads operationer på Telespazio VEGA Deutschland. Som på Jorden, ved polerne kan være meget kolde.
Ved månens poler Solen vil bevæge sig langs horisonten, ikke i himlen, så du er nødt til at bygge sidepaneler (vægge), hvilket ville komplicere konstruktion. Stor flad base ved ækvator indsamler en masse varme, men varmen i polen, bliver nødt til at bygge op, og det er hårdt. “Når klogt valgt placering, temperatur forskel kan styres let,” siger Volker Maiwald, videnskabsmand German aerospace center DLR.
Den brede variation af temperaturer i den cyklus af nat og dag, betyder, at du er nødt til at give en lunar base er ikke kun tilstrækkelig isolering fra den isnende kold og brændende varme, men også til at klare termiske belastninger og termisk ekspansion.
Termisk beskyttelse
Den første robot mission til månen, der, som den Sovjetiske missioner til Månen var designet til at gå en månens dag (to earth uger). Landing moduler af NASA Surveyor missioner kunne genoptage arbejde på den næste månens dag. Men den skade, der er sket til de komponenter, der i løbet af natten, ofte ikke lov til at få videnskabelige data.
Rovers af den Sovjetiske rumprogram af samme navn, som blev afholdt i slutningen af 60-70-erne, indgår de radioaktive grundstoffer varme med et avanceret ventilationsanlæg, der gjorde det køretøjer til at rumme op til 11 måneder. Rovers har hibernated natten og køre med solen, når den tilgængelige solenergi.
En mulighed for at undgå høje termiske vibrationer er at begrave bygning i månens regolith. Dette partikelholdigt materiale, der dækker månens overflade, har en lav varmeledningsevne og høj modstandsdygtighed over for solens stråler. Dette betyder, at det har en stærk isolerende egenskaber, og jo dybere koloni, højere termisk beskyttelse. Desuden, da basen vil opvarmes, og varmen overføres dårligt på månen på grund af den manglende atmosfære, dette vil yderligere reducere termisk stress.
Men selv om tanken om at “begrave” koloni, i princippet, er blevet vedtaget med succes i praksis, at det ville være utrolig udfordrende. “Jeg har endnu ikke set et projekt, der ville være i stand til at klare dette,” siger Volker. — Jeg gætter på at det vil være en robot bygning maskine, der kan fjernstyres”.
At slå eller cover?
En anden metode, som det var muligt at opnå det ønskede resultat ligger i selve jorden. – Blokade kan trænge ind i overfladen i strejke, har allerede blevet foreslået (men på en mindre skala) til flere lunar missioner, ligesom den Japanske Lunar-og En Britisk MoonLite (projektet er i øjeblikket udsat, selv om idéen om at plante den anal var så overbevisende, at ESA har besluttet at bruge sin mekanisme for hurtig levering af prøver til analyse fra overfladen og popularnosti planet eller månen). Fordelen ved dette koncept er, at den base begraver sig selv i kollision, og således vil gennemgå en forholdsvis moderate termiske forhold før, vil blive beskyttet.
Ikke desto mindre vil det fortsat er et problem med levering af energi som en typisk projekt med anal tilbyder kun meget begrænsede muligheder for anvendelse af solenergi. Der er også problemet med høj acceleration belastninger under sammenstød og høj præcision, der kræves for at pege. “Denne form for påvirkning, der er nødvendige for at begrave den struktur, vil det være meget vanskeligt at forene med de nødvendige funktioner af en bemandet base,” siger trollop.
Et alternativ til denne løsning ville sætte månens regolith på toppen af kolonien, måske ved hjælp af maskiner, såsom hydrauliske gravemaskiner. Men for at gøre dette effektivt, er du nødt til at arbejde hurtigt.
Hvis månens regolith vil ikke arbejde hældes i kolonien, så frem det er muligt at installere en “hat” multi-lag isolering (MLI), som vil forhindre spredning af varme. MLI isoleringsmaterialer er meget udbredt i rumfartøjer, at beskytte dem mod kulde i rummet.
Fordelen ved denne metode er, at det giver dig mulighed for at bruge arrays af solpaneler til at indsamle og lagre energi i de to uger, månens dag. Men hvis der ikke var energi nok, bliver nødt til at overveje alternative metoder til energi.
Termoelektriske generatorer kunne give koloni med energi i løbet af den nat-cyklus, når dens lav effektivitet dog, at de ikke behøver vedligeholdelse problemer, fordi de ikke har bevægelige dele. Radioisotop termoelektriske generatorer (RTGs) giver højere effektivitet og har en meget kompakt brændstof kilde. Men basen vil være afskærmet mod stråling, og samtidig giver det mulighed for at overføre varme. Logistik for at installere en generator med aftagelig radioaktiv isotop, som er fuld af udfordringer, de risici, der er hele vejen, fra start fra Jorden til landing på månen, sammen med spørgsmål om politik og sikkerhed.
Du kan bruge reaktorer og nuklear fission, men de vil være endnu flere problemer, herunder dem, der er nævnt ovenfor.
Men hvis vil blive udviklet termonuklear reaktorer, de kan også bruges på månen, da overflod af helium-3. Kan også være nyttigt for batterier, som lithium-ion — forudsat at der er tilstrækkelig sol-energi for to uger af nat-cyklus.
Der er en idé til at give energi til stationen på overfladen i løbet af den nat-cyklus med hjælp af en kredsende satellit, som sender energi via mikrobølgeovn eller laser. Undersøgelsen af denne idé blev gennemført for 10 år siden. Undersøgelsen viste, at der for en stor lunar base, der kræver flere hundrede kilowatt strøm, der leveres fra orbit 50-kilowatt-laser, rectenna (type antenne, der konverterer elektromagnetisk energi i direkte elektrisk strøm) vil være 400 meter i diameter, og den 5 kvadratkilometer af solpaneler. På den Internationale rumstation om 3.3 sq km af solpaneler.
På trods af de betydelige problemer i opbygningen af den koloni, som vil have til at modstå de barske månens nat-cyklus, de er ikke uovervindelige. Med passende termisk beskyttelse og den tilsvarende system for energi produktion i løbet af den to uger lange nat, vi kan få en måne koloni inden for de næste tyve år. Og så kan vi vende vores øjne væk.