É um sonho ter um assentamento humano na Lua, mas nesta era de cortes no orçamento e planos indecisos para o futuro da NASA, uma base lunar pode parecer muito cara e fora do nosso alcance. No entanto, o famoso cientista lunar Dr. Paul Spudis, do Instituto Lunar e Planetário, e um colega, Tony Lavoie, do Marshall Space Flight Center, propuseram um plano para a construção de um assentamento lunar que não é apenas acessível, mas sustentável. Ele cria uma base lunar junto com um tipo de "ferrovia transcontinental" no espaço que abre o espaço cislunar - a área entre a Terra e a Lua - para desenvolvimento.
"O objetivo final no espaço é poder ir a qualquer lugar, a qualquer momento e com a capacidade necessária", disse Spudis à Space Magazine. “Este plano usa uma presença robótica e humana na Lua para usar os recursos locais para criar um novo sistema de espaçonave. A chave para fazer isso é adotar uma abordagem flexível, incremental e cumulativa. ”
Em poucas palavras, o que Spudis propõe é enviar robôs para a Lua, que são teleoperados da Terra para começar a extrair água dos depósitos polares para criar propulsor. O propulsor seria usado para alimentar um sistema de transporte espacial reutilizável entre a Terra e a Lua.
“A razão disso é possível porque a Lua está próxima - são apenas três segundos de luz de ida e volta para o sinal de rádio chegar da Terra à Lua”, disse Spudis, “o que significa que você pode controlar máquinas remotamente com operadores na Terra, na verdade. fazendo as atividades que um astronauta pode fazer na Lua. ”
A vantagem aqui é que grande parte da infraestrutura necessária, como a operação de mineração, as plantas de processamento, o desenvolvimento do armazenamento da água e do propulsor, é criada antes mesmo que as pessoas cheguem.
"Então, o que tentamos fazer é desenvolver uma arquitetura que nos permita, primeiro, fazer isso em etapas pequenas e incrementais, com cada etapa se desenvolvendo na seguinte, e o efeito líquido é cumulativo ao longo do tempo", disse Spudis. "E, finalmente, somos capazes de trazer pessoas para a Lua quando estamos prontos para realmente tê-las morando lá. Colocamos um posto avançado - um habitat - que estará totalmente operacional antes que os primeiros humanos cheguem. ”
A quantidade significativa de água que foi encontrada na Lua nos pólos faz esse plano funcionar.
"Estimamos que existem muitas dezenas de bilhões de toneladas de água nos dois pólos", disse Spudis. “O que não sabemos em detalhes é exatamente quanta água é distribuída em que estado físico está, e essa é uma das razões pelas quais o primeiro passo em nosso plano é enviar garimpeiros robóticos para mapear os depósitos e ver como eles variam. "
A água é um recurso importante para os seres humanos no espaço: suporta a vida de beber e cozinhar, pode ser decomposta em oxigênio para respirar e, ao pentear o oxigênio e o hidrogênio em uma célula de combustível, a eletricidade pode ser gerada. A água também é um excelente material de proteção que pode proteger as pessoas da radiação cósmica, de modo que o habitat possa ser revestido com água.
Mas o uso mais importante da água é ser capaz de criar um poderoso propulsor químico de foguetes, usando oxigênio e hidrogênio e congelando-os em um líquido.
"A Lua nos oferece essa água não apenas para sustentar a vida humana lá, mas também para criar foguetes para nos permitir reabastecer nossa nave espacial na Lua e no espaço acima da Lua."
Em uma série de 17 missões incrementais, uma base humana seria construída, operacionalizada e ocupada. Começa com a configuração de satélites de comunicação e navegação ao redor da Lua para permitir uma operação de precisão nos sistemas robóticos.
Em seguida, enviaria o veículo espacial para a Lua, talvez uma variante dos veículos móveis do MER que atualmente estão explorando Marte, para prospectar os melhores lugares para a água nos pólos lunares. Os postes também fornecem áreas de luz solar permanente para gerar energia elétrica.
Em seguida, equipamentos maiores seriam enviados para tentar desenterrar os depósitos de gelo, derreter o gelo e armazenar os produtos. (Veja nosso artigo anterior sobre o uso de escavadeiras na Lua).
"Agora, tudo isso é simples conceitualmente, mas nunca o fizemos na prática", disse Spudis, "então não sabemos o quão difícil é. Mas enviando pequenas missões robóticas para a Lua e praticando isso via controle remoto da Terra, podemos avaliar quão difícil é - onde estão os pontos de estrangulamento - e quais são as maneiras mais eficientes de chegar a esses depósitos e extrair um produto utilizável deles."
O próximo passo é aumentar a magnitude do esforço aterrissando máquinas robóticas maiores que podem realmente começar a produzir produtos em escalas industriais, para que um depósito de suprimentos possa ser armazenado na Lua para quando os primeiros humanos humanos retornarem à Lua.
Enquanto isso, seria criado um sistema de transporte constante entre a Terra e a Lua, com outro sistema entre a Lua e a órbita lunar, que abre todo tipo de possibilidades.
"A analogia que gosto de fazer é muito semelhante à Ferrovia Transcontinental", disse Spudis. "Não acabamos de construir a Ferrovia Transcontinental da Costa Leste diretamente para a Costa Oeste; também o construímos para acessar todos os pontos intermediários, que consequentemente também foram desenvolvidos economicamente. ”
Por ter um sistema em que os veículos são reabastecidos a partir dos recursos extraídos da Lua, é criado um sistema que acessa rotineiramente a Lua e permite retornar à Terra, mas todos os outros pontos intermediários também podem ser acessados.
“Criamos um sistema de transporte que acessa todos esses pontos entre a Terra e a Lua. A importância disso é que muitos de nossos ativos de satélite residem lá ”, disse Spudis,“ por exemplo, satélites de comunicação e satélites de monitoramento climático residem em órbita geossíncrona (cerca de 36.000 km acima do equador da Terra) e, atualmente, não podemos alcançá-lo de baixo Órbita terrestre. Se tivermos um sistema que possa ir e voltar rotineiramente para a Lua, também poderíamos ir para essas órbitas altas, onde existem muitos ativos comerciais e de segurança nacional. ”
Spudis acrescentou que um depósito de combustível poderia ir em vários locais, incluindo o ponto L1 LaGrange, que permitiria o vôo espacial além da Lua.
Quanto tempo isto irá levar?
"Estimamos que podemos criar um posto avançado lunar completo na Lua dentro de 15 a 16 anos, com humanos chegando cerca de 10 anos após o início das missões robóticas", disse Spudis. “A operação de mineração produziria cerca de 150 toneladas de água por ano e aproximadamente 100 toneladas de propulsor.
E alguma nova tecnologia ou hardware precisa ser construída?
"Na verdade não", disse Spudis. “Efetivamente, é possível alcançar esse plano agora com a tecnologia existente. Não temos 'unobtainium' ou nenhuma máquina mágica especial que precise ser construída. São todos conseqüências muito simples do equipamento existente e, em muitos casos, você pode usar o equipamento patrimonial de missões anteriores. ”
E quanto ao custo?
Spudis estima que todo o sistema possa ser estabelecido por um custo agregado inferior a US $ 88 bilhões, o que seria cerca de US $ 5 bilhões por ano, com um pico de financiamento de US $ 6,65 bilhões a partir do ano 11. Esse custo total inclui o desenvolvimento de um sistema derivado de Shuttle veículo de lançamento mT, duas versões de um Veículo de Exploração de Tripulação (LEO e translunar), um lander reutilizável, depósitos de propulsores cislunar e todos os ativos de superfície robóticos, além de todos os custos operacionais de suporte a missões para essa arquitetura.
"A melhor parte é que, porque dividimos nossa arquitetura em pequenos pedaços, cada missão é praticamente independente e, quando chega à Lua, interage e trabalha com as peças que já estão lá", disse Spudis.
E o orçamento seria flexível.
"Podemos fazer esse projeto na velocidade que os recursos permitirem", disse Spudis. “Portanto, se você tem um orçamento muito restrito, com níveis muito baixos de despesa, pode seguir em frente, muito mais devagar. Se você tiver mais recursos disponíveis, poderá aumentar a velocidade e aumentar a taxa de colocação de ativos na Lua e fazer mais em um período mais curto. Essa arquitetura nos leva de volta à Lua e cria capacidade real. Mas a variável livre é cronograma, não dinheiro. ”
Voltar à Lua é importante, acredita Spudis, porque não apenas podemos usar os recursos de lá, mas também nos ensina como ser uma civilização espacial.
"Indo para a Lua, podemos aprender como extrair o que precisamos no espaço do que encontramos no espaço", disse ele. “Fundamentalmente, é uma habilidade que qualquer civilização espacial tem que dominar. Se você pode aprender a fazer isso, tem uma habilidade que lhe permitirá ir a Marte e além. ”
Para obter mais informações, consulte o site da Spudis, SpudisLunarResources.com. Mais detalhes e gráficos podem ser encontrados neste documento em pdf.
Ouça uma entrevista de Paul Spudis sobre este tópico no podcast dos 365 dias de astronomia.
Os blogs de Paul Spudis no Once and Future Moon no site Smithonsian Air & Space.
