الخطط على قدم وساق لبناء قاعدة مأهولة على القمر. كما كان من المحتمل أن تخمن ، هناك عدد غير قليل من المخاطر والأخطار التي تعيد البشرية إلى إنشاء "عقارات" على سطح القمر. كل هذا جيد جدًا ، ولكن كيف سنحصل على موطئ قدم لأول مرة في القداس القمري؟ ما هو أفضل شكل لبنية الموائل التي يمكن بناؤها لتناسب احتياجاتنا؟ تحتوي هذه الأسئلة على بعض الإجابات الواضحة وغير الواضحة من المهندسين الهيكليين الذين ينشرون أفكارهم بالفعل ويقيمون نماذج أولية ...
في الجزء الأول من هذه السلسلة المصغرة حول "بناء قاعدة القمر" ، تم تحديد بعض الأخطار التي تواجه رواد الفضاء والمستعمرين المستقبليين. يمكن أن يكون غبار القمر (في جميع الاحتمالات) خطرًا على الصحة ، ويمكن أن تنفجر النيازك الدقيقة وغيرها من مقذوفات السرعة الهياكل المضغوطة ، ويمكن أن تشعل جزيئات الطاقة العالية من الشمس المستوطنات غير المحمية ، ويمكن أن يحدث تلف في الآلات بسبب الفراغ ... بشكل عام مجموعة مختلطة من السيئات أخبار. ولكن إذا كان أي شيء آخر ، فنحن البشر لدينا القدرة على التغلب على الصعاب والنجاح (إذا سمحت السياسة والمالية بالطبع!). تتناول هذه الدفعة الثانية المفاهيم الهيكلية للموئل التي يتم التخطيط لها لتقديم أفضل خدمة للمستوطنات الأولى والمؤقتة والدائمة على القمر عندما نتغلب على جميع الصعاب.
يعتمد "بناء قاعدة القمر" على بحث أجراه هايم بينارويا وليونارد برنولد ("هندسة قواعد القمر“)
تم اقتراح العديد من أنواع الهياكل للمستعمرات القمرية. ومع ذلك ، فإن التركيز الرئيسي لمخططي المهام يتمحور حول التكلفة والكفاءة. في حين أن الهياكل المصنعة على الأرض ، على الرغم من قابليتها للتطبيق ، يجب أن تكون خفيفة الوزن للغاية للسماح بسهولة الإطلاق من بئر الجاذبية العميقة للأرض. من المتصور عمومًا أن القواعد الأولى التي سيتم إنشاؤها على سطح القمر سيتم بناؤها على الأرض ، ولكن بمجرد إنشاء قاعدة للعمليات ، مع وجود مجموعة من العمال / المستوطنين (وربما الروبوت) ، يجب استخراج المواد المحلية والموائل ملفقة فى الموقع (أي بنيت على القمر). وفيما يلي تفاصيل بعض الهياكل قيد النظر.
تصميمات قابلة للنفخ
لطالما كانت الموائل القابلة للنفخ هي المفضلة ، مما يعمل على تحسين مساحة المعيشة أثناء استخدام مواد خفيفة الوزن. نظرًا لعدم وجود غلاف جوي للقمر (باستثناء بعض الغازات الهشة جدًا التي يتم "إطلاقها" من سطحه) ، فإن أي موطن يحتاج إلى ضغط شديد لمحاكاة الغلاف الجوي الأرضي (إلى حوالي 1 جو أو 101325 باسكال) وكميات الغاز في الغلاف الجوي. نظرًا للقوى العالية التي تعمل للخارج (عن طريق ضغط الغاز المستمر) ، يمكن ضمان السلامة الهيكلية للنفخ. على افتراض أن غشاء نفخ قوي بما يكفي ، يجب أن يكون خطر انخفاض الضغط منخفضًا.
ومع ذلك ، هناك مشكلة كبيرة مع المطاطية. في بيئة تشبه الفراغ مثل القمر ، هناك القليل من الحماية من النيازك الدقيقة (صخور الفضاء الصغيرة أو الحطام الفضائي من صنع الإنسان). يمكن أن يحدث انخفاض الضغط الكارثي إذا تسببت المقذوفات عالية السرعة في ضعف الغشاء. هناك بعض الحلول ، مثل تغطية الموائل القابلة للنفخ بطبقة من السجل الوقائي ، وسيتعين وضع خزائن الفشل الواسعة في مكانها.
تصميم واحد (في الصورة اليسرى) تستخدم "وسائد" قابلة للنفخ لإنشاء شكل مكعب (بدلاً من الشكل الكروي الأكثر طبيعية). يمكن مواءمة العديد من هذه الوسائد وإضافتها لإنشاء تسوية متزايدة. سيحافظون على شكلهم باستخدام عوارض عالية الشد للقتال ضد مادة الغشاء التالية. سيتم توفير الحماية من النيازك الدقيقة والإشعاع الشمسي من خلال regolith.
منتصبات
تم اختبار المنتصبات الكلاسيكية على نطاق واسع وهي شكل ثابت من أشكال البناء. مع التركيز على سهولة التجميع ، تتضمن إحدى الخطط إرسال المكونات إلى مدار أرضي منخفض. يمكن نصب الإطار بسهولة ويعمل بمثابة شكل رباعي السطوح أو سداسي السطوح أو ثماني السطوح يمكن من خلاله بناء تصميم موئل بسيط. بمجرد اكتمالها ، يمكن شحن الوحدة إلى القمر حيث سيتم التحكم فيها في هبوط سلس. تستخدم هذه الطريقة التكنولوجيا الحالية وقد تكون أحد المفاهيم الأكثر جدوى لبدء قاعدة قمرية. يمكن أيضًا بناء هيكل أساسي على سطح القمر بطريقة مماثلة.
مواد محلية
في نهاية المطاف ، من المأمول أن يكون للمستوطنة على القمر بنية تحتية قادرة على استخراج المواد المحلية ، وتصنيع الكميات الأساسية وبناء الهياكل مع القليل من المدخلات أو بدونها. هذه الدرجة من الاستقلالية ستكون مطلوبة إذا أرادت قاعدة القمر المزدهرة أن تنجح.
ومع ذلك ، للحفاظ على إحكام السد داخل الموائل ، يلزم تصنيع شكل جديد من الخرسانة. يمكن العثور على جميع مكونات مزيج الخرسانة القمرية على القمر ، على الرغم من أن الماء (وبالتالي الهيدروجين) سيكون أعلى. بما أن القمر غني بالكبريت ، فقد يتم إنشاء نوع مختلف من الخرسانة (ناقص الحاجة إلى الماء) للمساعدة في بناء الموائل المقوسة والمقببة. يمكن أيضًا تصنيع بعض "المنسوجات الأرضية" من خلال بعض التكرير المتقدم ، مما يؤدي إلى إنشاء مواد غشائية لإغلاق المسكن الداخلي.
من المرجح أن يكون البناء باستخدام المواد الملغومة محليًا أحد طرق البناء الأكثر تقدمًا على القمر ، لذلك في المراحل الأولى على الأقل ، سيعتمد المستوطنون على الأرض للحصول على الدعم.
أنابيب الحمم
توجد أنابيب الحمم القديمة تحت سطح القمر ويمكن أن يستخدمها المستعمرون. إن استخدام أنظمة الكهوف الطبيعية سيكون له العديد من الفوائد ، بشكل أساسي أن الحد الأدنى من البناء سيكون مطلوبًا. يشير العديد من المدافعين عن هذه الخطة إلى أن هناك الكثير من المخاطر المرتبطة بالهياكل فوق السطح ، فلماذا لا تستخدم المأوى الطبيعي بدلاً من ذلك؟ قد تكون أنابيب الحمم البينية مترابطة ، مما يسمح بتسويات كبيرة ، كما يمكن إغلاقها بسهولة ، مما يسمح بموائل مضغوطة. كما سيتم حماية المستعمرين القمريين بما فيه الكفاية من النيازك الدقيقة والإشعاع الشمسي.
روفرز
لسد الفجوة بين قاعدة غير متحركة ومركبة متنقلة للغاية ، قد تتكون القاعدة الأولى من المستوطنين الذين يعيشون ويسافرون في متنقل قاعدة القمر. في الواقع ، يقترح العديد من المصممين أن هذا الحل قد يكون إجابة طويلة المدى لمستقبل مستعمرة على القمر. على عكس القمر الحالي "Moon Buggy" (في الصورة) ، ستكون المركبات المستقبلية كبيرة ، وتستوعب عدة أشخاص داخل كابينة مضغوطة. قد يؤثر استخدام المركبات المتجوّلة كقاعدة بشكل سلبي على العمليات الثابتة الثابتة فقط التي يمكن أن تحققها (أي الأنشطة الزراعية) ، لكن القاعدة المتجولة ستسمح للمستوطنين بحرية الحركة متى وحيثما لزم الأمر حول المشهد القمري.
- بناء قاعدة القمر: الجزء 1 - التحديات والمخاطر
- بناء قاعدة القمر: الجزء 2 - مفاهيم الموئل
- بناء قاعدة القمر: الجزء 3 - التصميم الإنشائي
- بناء قاعدة القمر: الجزء 4 - البنية التحتية والنقل
يعتمد "بناء قاعدة القمر" على بحث أجراه هايم بينارويا وليونارد برنولد ("هندسة قواعد القمر“)
