V tomto vzrušujícím, ale náročném období průzkumu vesmíru se čas rychle blíží k seriózním návrhovým konceptům pro první stanoviště, která budou postavena na měsíční krajině. V předchozích článcích jsme prozkoumali rizika spojená s takovým úsilím, podívali jsme se na struktury, které máme k dispozici, dokonce jsme podrobně popsali konkrétní hangárovitou strukturu, která by mohla používat materiály těžené místně. Nyní se podíváme na možné prvky infrastruktury, které budou zapotřebí k podpoře životaschopné kolonie na Měsíci. Florian Ruess, stavební inženýr, který pracuje na budoucnosti stanovišť v extrémních prostředích, si také nějaký čas vyžádal s časopisem Space Magazine, aby se vyjádřil k budoucnosti lidstva na měsíční půdě ...
Představte si, že se snaží stavět strukturu na povrchu Měsíce. Dvě z největších překážek, s nimiž se první lunární osadníci setkají, jsou velmi nízká gravitace a jemný prach způsobující nejrůznější stavební problémy. Ačkoli se zdá pravděpodobné, že první stanoviště budou postavena automatizovanými procesy, než lidstvo vstoupí na Měsíc, bude výroba inženýrských infrastruktur prvořadým zájmem inženýrů, takže výstavba bude možná co nejefektivnější.
Infrastruktura bude jedním z nejdůležitějších faktorů týkajících se plánovačů misí. Jak budou vyráběny stavební materiály? Jak bude materiál dodáván stavebním dělníkům? Jak bude dodávána vzácná voda a jídlo do rodící se měsíční kolonie? Lze dodávat vozidla z A do B s malým úsilím?
Historické příklady účinnosti efektivní dopravní infrastruktury lze vidět v koalescenci měst kolem řek (tradičně nejrychlejší způsob přepravy lidí a materiálu po celé zemi). Kanály přispěly k oživení měst během průmyslové revoluce ve Velké Británii na konci 18. století. Vzhledem k tomu, že železniční trasy v poslední polovině 19. století spojovaly východní a západní Severní Ameriku, došlo k akceleraci růstu populace lidmi, kteří vykořisťovali a „usedli“ do nové, přístupné zemědělské půdy. Za posledních 50 let je „efekt dálnice v jižní Kalifornii“ zodpovědný za šíření čerpacích stanic, restaurací, obchodů, následuje obytná zóna pro pracovníky - nakonec celá města a města jsou založena na snadném přístupu k dopravě.
Budoucí kolonizace Měsíce a Marsu s posádkou bude s největší pravděpodobností založena na podobném principu; úspěch lunárního vypořádání bude do značné míry záviset na účinnosti dopravní struktury.
Zdá se pravděpodobné, že většina dopravy kolem Měsíce bude záviset na kolech, bude vycházet z pozemních vozidel a bude vyzkoušeno a vyzkoušeno „Měsíční kočáry“ z misí Apolla v 60. a 70. letech. Existují však některé významné nevýhody. Při řešení tohoto problému Florian Ruess, stavební inženýr a spolupracovník s Haym Benaroya (jehož publikace tento článek vychází) poukazuje na některé problémy s tímto způsobem dopravy:
“Pro jakoukoli misi bude vždy potřeba individuální přeprava a zřejmým řešením je nějaké kolové vozidlo. S tímto řešením však existuje několik závažných problémů:
- Snížená trakce. 1/6 gravitace a lunární půda dělají trakci problém stejně jako [Mars Exploration Rovers] Spirit a Opportunity na Marsu, který lze snadno uvíznout nebo potřebovat hodně energie, aby se obešel.
- Prach. Zkušenosti společnosti Apollo ukazují, že velké množství prachu je levitováno kolovými vozidly. Tento prach je při vdechování nebezpečný pro stroje a lidi.”
- Florian Ruess (soukromá komunikace)
Takže cestování po upraveném „dunovém kočárku“ nemusí být odpovědí na zavedenou základnu Měsíce, pokud by se používala kolová doprava, byla by potřeba určitá forma silniční infrastruktury.
Rušivý prach na lunárním povrchu není zdaleka menší problém. Podle zkušeností NASA s misemi Apollo byl zdaleka největším přispěvatelem k vytváření prachu vzlet a přistání lunárních modulů. 50% regolitu je menší než jemný písek a přibližně 20% je menší než „zaprášený“ 0,02 mm, který zachoval první výtisky Neil Armstronga. Právě tato velmi jemná složka regolitu může způsobovat řadu mechanických a zdravotních problémů:
- Poškození zraku
- Nesprávné údaje na přístroji
- Prachování
- Ztráta trakce
- Zanesení mechanismů
- Opotřebení
- Problémy s tepelnou regulací
- Pečeti selhání
- Inhalace
Zdá se tedy zřejmé, že tvorba prachu by měla být udržována na minimu, protože tento faktor by mohl být vážnou překážkou pro infrastrukturu sídliště.
Silnice jsou perfektní odpovědí na novou měsíční kolonii. Poskytovaly by kolovým vozidlům tolik potřebnou trakci (a tak by měly mít účinek klepání na palivovou účinnost vozidla) a mohly by výrazně snížit množství prachového odpružení, zejména pokud je povrch vozovky zvýšen nad okolní regolit. Silnice však mají své nevýhody. Jsou nesmírně nákladné a lze je velmi obtížně stavět. Spojení regolitu k vytvoření tvrdého povrchu může být odpovědí, ale jak zdůraznil Ruess, „... to vyžaduje obrovské energie, které nemohou být poskytovány pouze sluneční energií.“ K provedení takové konstrukce by tedy byla zapotřebí alternativní forma energie.
Ačkoli by výstavba silnic byla velmi žádoucí, nemusí to být možné, alespoň v počátečních fázích vývoje měsíčních sídel. Jedním z rozvíjejících se způsobů alternativní vesmírné dopravy je vertikální metoda vzletu a přistání, ale jak již bylo uvedeno, raketový vzlet a přistání produkují obrovské množství prachu. Pokud by však na Měsíci existovalo více základen, mohlo by to být možné: „… mnoho lidí doporučí různá řešení pro trasy, které budou často používány, jako například dostat se z přistávacího stanoviště do osady nebo z jednoho osídlení do druhého,“ Ruess dodává.
Dalším řešením je zavedená forma přepravy. Lunární lanovka by mohla být životaschopnou možností zcela zabránit kontaktu s povrchem, a tak snížit prach a zabránit překážkám. Zdá se pravděpodobné, že taková dopravní síť lanovek bude vysoce efektivní. "Na Měsíci bude možné velmi velké rozpětí, a proto náklady na infrastrukturu nebudou přemrštěné," zdůrazňuje Ruess. Tuto možnost vážně zvažují plánovači měsíčních sídel.
Při pohledu na předchozí články v seriálu Florian Ruess komentuje, zda mohou být lunární základny mobilní, a poukazuje na některé závažné obtíže, kterým čelí plánovači osídlení, pokud mají být použity materiály těžené v místě:
“Nejsem velkým fanouškem mobilních základen. Takový systém, který zahrnuje výrobu energie, komunikace a zejména dlouhodobou ochranu meteoroidů a radiace, se mi nezdá proveditelný. Kolová vozidla by však mohla být konstruována pod tlakem, schopná sloužit několikdenním vědeckým misím. To by bylo dobré řešení pro rozšíření možností stálé základny.
“Místní materiály jsou zásadním, ale obtížným tématem. Můj výzkum doposud ukázal, že teprve poté, co byla stanovena určitá přítomnost a byly získány zkušenosti s lunárními problémy a materiály, jsme v pozici, abychom se mohli odvážit a budovat stanoviště z místních materiálů. Určitě ne dříve, než se člověk postaví na Měsíc. A prosím zapomeňte na tolik citovaný lunární beton! Pro tento imaginární materiál je tolik showstopperů, že je ani nechci začít zmiňovat. Jedinou časnou lokální materiální aplikaci, kterou vidím, je meteoroid a radiační ochrana používající regolit jako stínící materiál.”
- Budování měsíční základny: Část 1 - Výzvy a rizika
- Budování měsíční základny: Část 2 - Koncepce stanoviště
- Stavba měsíční základny: Část 3 - Konstrukční návrh
- Budování měsíční základny: Část 4 - Infrastruktura a doprava
„Budování měsíční základny“ vychází z výzkumu Hayma Benaroyi a Leonharda Bernolda („Konstrukce lunárních základen“)
Navíc exkluzivní rozhovor s Florianem Ruessem, stavebním inženýrem extrémních stanovišť a zakladatelem stanovišť pro extrémní prostředí - HE2
-Florian Ruess, soukromá komunikace.
Mnohokrát děkuji Florianovi Ruessovi za to, že přispěl k tomuto článku. Další informace o jeho práci a extrémních vzorcích prostředí najdete na jeho webové stránce: HE-squared.com.
Další informace o budoucnosti lunárního vypořádání najdete v Měsíční společnosti a zdroji pro spolupráci, Lunarpedia.
