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Artículo principal: Colonización espacial
Concepto artístico de una base lunar de la NASA, 1986

La colonización de la Luna es un concepto empleado por algunas propuestas de establecimiento de asentamientos humanos permanentes o presencia robótica [1] [2] en la Luna , el cuerpo astronómico más cercano a la Tierra y el único satélite natural de la Tierra . Sin embargo, el término colonización puede tener implicaciones negativas y, por lo tanto, se ha cuestionado su uso para el espacio , sugiriendo algunos conceptos más básicos como asentamiento espacial [3] o habitación espacial .

Para una primera colonia o asentamiento humano permanente en el espacio , la elección de la Luna se beneficiaría de su proximidad a la Tierra.

Un propósito propuesto de un asentamiento lunar es el turismo en la Luna en un futuro cercano por parte de compañías espaciales privadas .

El descubrimiento de agua en el suelo en los polos lunares por Chandrayaan-1 ( ISRO ) en 2008-09 renovó el interés en la Luna, después de que las misiones de la NASA en la década de 1990 sugirieran la presencia de hielo lunar.

Arte conceptual de la NASA de una instalación minera lunar prevista .

Propuestas [ editar ]

Artículo principal: Moonbase

La noción de colonia lunar se originó antes de la era espacial . En 1638, el obispo John Wilkins escribió Un discurso sobre un mundo nuevo y otro planeta, en el que predijo una colonia humana en la Luna. [4] Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935), entre otros, también sugirió este paso. [5]

Desde la década de 1950 en adelante, científicos, ingenieros y otros han sugerido una serie de conceptos y diseños más concretos. En 1954, el escritor de ciencia ficción Arthur C. Clarke propuso una base lunar de módulos inflables cubiertos de polvo lunar como aislamiento. [6] Una nave espacial ensamblada en órbita terrestre baja se lanzaría a la Luna, y los astronautas instalarían los módulos en forma de iglú y un mástil de radio inflable . Los pasos posteriores incluirían el establecimiento de una cúpula permanente más grande; un purificador de aire a base de algas ; un reactor nuclear para el suministro de energía; y cañones electromagnéticospara lanzar cargamento y combustible a naves interplanetarias en el espacio.

En 1959, John S. Rinehart sugirió que el diseño más seguro sería una estructura que pudiera "[flotar] en un océano de polvo estacionario ", ya que, en el momento en que se esbozó este concepto, había teorías de que podría haber una profundidad de una milla. océanos de polvo en la Luna. [7] El diseño propuesto consistía en un semicilindro con semicúpulas en ambos extremos, con un escudo de micrometeoroides colocado sobre la base.

Proyecto de colonia lunar en 2005

Capital de la Luna [ editar ]

En 2010, The Moon Capital Competition ofreció un premio por el diseño de un hábitat lunar destinado a ser un centro comercial internacional subterráneo capaz de soportar un personal residencial de 60 personas y sus familias. Moon Capital está destinado a ser autosuficiente con respecto a los alimentos y otros materiales necesarios para el soporte vital. El dinero del premio fue proporcionado principalmente por la Sociedad de Arquitectos de Boston , el Premio Google Lunar X y el Consejo de Nueva Inglaterra del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica . [8]

Exploración de la luna [ editar ]

Exploración hasta 2019 [ editar ]

Artículos principales: Exploración de la Luna y Lista de misiones a la Luna

La exploración de la superficie lunar por la nave espacial comenzó en 1959 con la Unión Soviética 's programa de Luna . Luna 1 falló la Luna, pero Luna 2 hizo un aterrizaje forzoso (impacto) en su superficie y se convirtió en el primer objeto artificial en un cuerpo extraterrestre. El mismo año, la misión Luna 3 envió por radio fotografías a la Tierra del lado oculto hasta ahora de la Luna , lo que marcó el comienzo de una serie de exploraciones lunares robóticas de una década de duración.

Respondiendo al programa soviético de exploración espacial, el presidente de los Estados Unidos, John F. Kennedy, dijo en 1961 al Congreso de los Estados Unidos el 25 de mayo: "Creo que esta nación debería comprometerse a lograr el objetivo, antes de que termine esta década, de conseguir un hombre en la Luna y devolverlo sano y salvo a la Tierra ". El mismo año, el liderazgo soviético hizo algunos de sus primeros pronunciamientos públicos sobre el aterrizaje de un hombre en la Luna y el establecimiento de una base lunar.

La exploración con tripulación de la superficie lunar comenzó en 1968 cuando la nave espacial Apolo 8 orbitó la Luna con tres astronautas a bordo. Esta fue la primera visión directa de la humanidad del otro lado. Al año siguiente, el Módulo Lunar Apollo 11 Apollo llevó a dos astronautas a la Luna, lo que demostró la capacidad de los humanos para viajar a la Luna, realizar trabajos de investigación científica allí y traer materiales de muestra.

Misiones adicionales a la Luna continuaron esta fase de exploración. En 1969, la misión Apolo 12 aterrizó junto a la nave espacial Surveyor 3 , demostrando una capacidad de aterrizaje de precisión. El uso de un vehículo tripulado en la superficie de la Luna se demostró en 1971 con el vehículo itinerante lunar durante el Apolo 15 . El Apolo 16 hizo el primer aterrizaje en las escarpadas tierras altas lunares . Sin embargo, el interés en una mayor exploración de la Luna estaba comenzando a menguar entre el público estadounidense. En 1972, el Apolo 17 fue la última misión lunar del Apolo, y las misiones planificadas adicionales fueron descartadas por orden del presidente Nixon.. En cambio, la atención se centró en el transbordador espacial y las misiones tripuladas en órbita cercana a la Tierra.

Además de sus resultados científicos, el programa Apollo también brindó valiosas lecciones sobre la vida y el trabajo en el entorno lunar. [9]

Los programas lunares tripulados soviéticos no pudieron enviar una misión tripulada a la Luna. Sin embargo, en 1966 Luna 9 fue la primera sonda en lograr un aterrizaje suave y devolver tomas de primer plano de la superficie lunar. Luna 16 en 1970 devolvió las primeras muestras de suelo lunar soviético, mientras que en 1970 y 1973 durante el programa Lunokhod dos rovers robóticos aterrizaron en la Luna. Lunokhod 1 exploró la superficie lunar durante 322 días, y Lunokhod 2 operó en la Luna solo unos cuatro meses, pero cubrió un tercio más de distancia. 1974 vio el final del Moonshot soviético, dos años después del último aterrizaje tripulado estadounidense. Además de los aterrizajes tripulados, un programa lunar soviético abandonado incluía la construcción de la base lunar "Zvezda ", que fue el primer proyecto detallado con maquetas desarrolladas de vehículos de expedición [10] y módulos de superficie. [11]

En las décadas siguientes, el interés por explorar la Luna se desvaneció considerablemente y solo unos pocos entusiastas dedicados apoyaron su regreso. Sin embargo, la evidencia de hielo lunar en los polos reunida por las misiones Clementine (1994) y Lunar Prospector (1998) de la NASA reavivó algunas discusiones, [12] [13] al igual que el crecimiento potencial de un programa espacial chino que contemplaba su propia misión al Luna. [14] Investigaciones posteriores sugirieron que había mucho menos hielo presente (si lo hubiera) de lo que se pensaba originalmente, pero que todavía puede haber algunos depósitos utilizables de hidrógeno en otras formas. [15] Sin embargo, en septiembre de 2009, el ChandrayaanLa sonda de la India, que llevaba un instrumento ISRO , descubrió que el suelo lunar contiene 0,1% de agua en peso, anulando las hipótesis que se habían mantenido durante 40 años. [dieciséis]

En 2004, el presidente de los Estados Unidos, George W. Bush, pidió un plan para regresar las misiones tripuladas a la Luna para 2020 (desde que se canceló, ver el programa Constellation ). El 18 de junio de 2009, se lanzó la misión LCROSS / LRO de la NASA a la Luna. La misión LCROSS fue diseñada para adquirir información de investigación para ayudar con futuras misiones exploratorias lunares y estaba programada para concluir con una colisión controlada de la nave en la superficie lunar. [17] La misión de LCROSS concluyó según lo programado con su impacto controlado el 9 de octubre de 2009. [18] [19]

En 2010, debido a la reducción de las asignaciones de la NASA del Congreso, el presidente Barack Obama detuvo la iniciativa de exploración lunar anterior de la administración Bush y dirigió un enfoque genérico en misiones tripuladas a asteroides y Marte, así como a extender el apoyo a la Estación Espacial Internacional. [20]

En 2019, el presidente Trump había pedido que una misión a la Luna tripulada en 2024 fuera el foco de la NASA en lugar de 2028 como en el calendario original. Se presentó al Congreso un plan para un aterrizaje en 2024 en agosto de 2019, pero no se logró obtener fondos ni se acordaron los planes. [21]

Misiones lunares tripuladas planificadas 2021–36 [ editar ]

Japón tiene planes de llevar un ser humano a la Luna para el 2030, [22] mientras que la República Popular China está planeando llevar un ser humano a la Luna para el 2036 (ver Programa de Exploración Lunar de China ). [23]

Estados Unidos [ editar ]

El multimillonario estadounidense Jeff Bezos ha esbozado sus planes para una base lunar en la década de 2020 . [24] Independientemente, SpaceX planea enviar Starship a la Luna para establecer una base. [25]

En marzo de 2019, la NASA dio a conocer la misión del programa Artemis de enviar una misión tripulada a la Luna para 2024, [26] en respuesta a una directiva del presidente Trump, junto con planes para establecer un puesto de avanzada en 2028. [27] Sin embargo, existen Los planes retrasan la misión propuesta hasta 2028 con una base establecida en la década de 2030. [21]

Organizaciones globales [ editar ]

En agosto de 2019, la Open Lunar Foundation salió sigilosamente con un plan explícito para desarrollar un grupo abierto colaborativo y global que permita a los habitantes de todas las naciones participar en la construcción de un asentamiento lunar pacífico y cooperativo. El esfuerzo comenzó a principios de 2018 cuando un grupo de empresarios de Silicon Valley se unió después de darse cuenta de que los costos de lanzamiento significativamente reducidos de las empresas privadas podrían hacer posible un acuerdo lunar que podría instanciarse con una inversión de "miles de millones de un solo dígito", tal vez en EE. UU. $ 2–3 mil millones . Los fundadores incluyen a Steve Jurvetson , Will Marshall , Chelsea Robinson, Jessy Kate Schingler , Chris Hadfield y Pete Worden . La financiación inicial para Open Lunar fue de 5 millones de dólares . [28]

Hielo de agua lunar [ editar ]

Artículo principal: agua lunar
Reproducir medios
Video del polo sur lunar, que muestra áreas de sombra permanente durante varios meses (varios días lunares )

El 24 de septiembre de 2009, la revista Science informó que el Moon Mineralogy Mapper (M 3 ) del Chandrayaan-1 de la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO) había detectado agua en la Luna. [29] M 3 detectó características de absorción cercanas a 2.8-3.0 μm (0.00011-0.00012 in) en la superficie de la Luna. Para los cuerpos de silicato, tales características se atribuyen típicamente a materiales que contienen hidroxilo y / o agua . En la Luna, la característica se ve como una absorción ampliamente distribuida que parece más fuerte en latitudes altas más frías y en varios feldespáticos nuevos.cráteres. La falta general de correlación de esta característica en los datos de M 3 iluminados por el sol con los datos de abundancia de H del espectrómetro de neutrones sugiere que la formación y retención de OH y H 2 O es un proceso superficial continuo. Los procesos de producción de OH / H 2 O pueden alimentar trampas frías polares y hacer del regolito lunar una fuente candidata de volátiles para la exploración humana.

El Moon Mineralogy Mapper (M 3 ), un espectrómetro de imágenes, fue uno de los 11 instrumentos a bordo del Chandrayaan-1, cuya misión llegó a un final prematuro el 29 de agosto de 2009. [30] M 3 tenía como objetivo proporcionar el primer mapa mineral. de toda la superficie lunar.

Los científicos lunares habían discutido la posibilidad de depósitos de agua durante décadas. Ahora están cada vez más "seguros de que el debate de décadas ha terminado", dice un informe. "La Luna, de hecho, tiene agua en todo tipo de lugares; no solo encerrada en minerales , sino esparcida por toda la superficie rota y, potencialmente, en bloques o capas de hielo en profundidad". Los resultados de la misión Chandrayaan también "ofrecen una amplia gama de señales acuosas". [31] [32]

El 13 de noviembre de 2009, la NASA anunció que la misión LCROSS había descubierto grandes cantidades de hielo de agua en la Luna alrededor del sitio de impacto de LCROSS en Cabeus . Robert Zubrin , presidente de la Mars Society , relativizó el término 'grande': "El cráter de 30 m expulsado por la sonda contenía 10 millones de kilogramos de regolito. Dentro de esta eyección, se detectaron unos 100 kg de agua. Eso representa una proporción de diez partes por millón, que es una concentración de agua más baja que la que se encuentra en el suelo de los desiertos más secos de la Tierra. En contraste, hemos encontrado regiones del tamaño de un continente en Marte, que son 600.000 partes por millón, o 60% de agua en peso. . " [33]Aunque la Luna está muy seca en general, el lugar donde golpeó el impactador LCROSS se eligió por una alta concentración de hielo de agua. Los cálculos del Dr. Zubrin no son una base sólida para estimar el porcentaje de agua en el regolito en ese sitio. Los investigadores con experiencia en esa área estimaron que el regolito en el lugar del impacto contenía un 5,6 ± 2,9% de hielo de agua, y también observaron la presencia de otras sustancias volátiles. Estuvieron presentes hidrocarburos , material que contiene azufre , dióxido de carbono , monóxido de carbono , metano y amoniaco . [34]

En marzo de 2010, ISRO informó que los hallazgos de su radar mini-SAR a bordo del Chandrayaan-1 eran consistentes con los depósitos de hielo en el polo norte de la Luna. Se estima que hay al menos 600 millones de toneladas de hielo en el polo norte en capas de hielo relativamente puro de al menos un par de metros de espesor. [35]

En marzo de 2014, los investigadores que habían publicado previamente informes sobre la posible abundancia de agua en la Luna, informaron nuevos hallazgos que refinaron sus predicciones sustancialmente a la baja. [36]

En 2018, se anunció que los datos infrarrojos M 3 de Chandrayaan-1 se habían vuelto a analizar para confirmar la existencia de agua en amplias extensiones de las regiones polares de la Luna. [37]

El módulo de aterrizaje chino Chang'e 4 y su rover Yutu 2 están en la superficie lunar en el lado opuesto de la Luna en la Cuenca del Polo Sur-Aitken, analizando la superficie lunar para ayudar en la búsqueda de agua.

En 2020, el observatorio SOFIA de la NASA, un Boeing 747 equipado con un telescopio, ayudó a encontrar agua molecular en las superficies soleadas de la Luna, después de estudiar el cráter Clavius.

Ventajas, desventajas, problemas y posibles soluciones [ editar ]

Más información: Colonización espacial

Colonizar un cuerpo natural proporcionaría una amplia fuente de material para la construcción y otros usos en el espacio, incluido el blindaje de la radiación cósmica . La energía necesaria para enviar objetos de la Luna al espacio es mucho menor que la de la Tierra al espacio. Esto podría permitir que la Luna sirva como fuente de materiales de construcción dentro del espacio cis-lunar. Los cohetes lanzados desde la Luna requerirían menos propulsor producido localmente que los cohetes lanzados desde la Tierra. Algunas propuestas incluyen el uso de dispositivos de aceleración eléctrica ( impulsores de masa ) para impulsar objetos fuera de la Luna sin construir cohetes. Otros han propuesto ataduras de intercambio de impulso (ver más abajo). Además, la Luna tiene algo de gravedad., que la experiencia hasta la fecha indica que puede ser vital para el desarrollo fetal y la salud humana a largo plazo . [38] [39] Sin embargo, es incierto si la gravedad de la Luna (aproximadamente una sexta parte de la de la Tierra) es adecuada para este propósito.

Además, la Luna es el cuerpo grande del Sistema Solar más cercano a la Tierra. Si bien algunos asteroides que cruzan la Tierra ocasionalmente pasan más cerca, la distancia de la Luna está constantemente dentro de un rango pequeño cercano a los 384,400 km. Esta proximidad tiene varias ventajas:

  • La construcción de instalaciones de observatorio en la Luna a partir de materiales lunares permite muchos de los beneficios de las instalaciones espaciales sin la necesidad de lanzarlas al espacio. [40] El suelo lunar , aunque plantea un problema para las partes móviles de los telescopios , se puede mezclar con nanotubos de carbono y epoxis en la construcción de espejos de hasta 50 metros de diámetro. [41] [42] Está relativamente cerca; la visión astronómica no es una preocupación; ciertos cráteres cerca de los polos son permanentemente oscuros y fríos, y por lo tanto son especialmente útiles para telescopios infrarrojos ; y radiotelescopiosen el otro lado estaría protegido del parloteo de radio de la Tierra. [43] Un telescopio cenital lunar se puede fabricar de forma económica con líquido iónico . [44]
  • Una granja en el polo norte lunar podría proporcionar ocho horas de luz solar por día durante el verano local mediante la rotación de cultivos dentro y fuera de la luz solar, que es continua durante todo el verano. Una temperatura beneficiosa, protección contra la radiación, insectos para la polinización y todas las demás necesidades de las plantas podrían proporcionarse artificialmente durante el verano local por un costo. Una estimación sugirió que una granja espacial de 0,5 hectáreas podría alimentar a 100 personas. [45]

Hay varias desventajas y / o problemas para la Luna como sitio de colonia:

  • La larga noche lunar impediría la dependencia de la energía solar y requeriría que una colonia expuesta a la superficie ecuatorial iluminada por el sol se diseñara para soportar grandes temperaturas extremas (aproximadamente 95 K (−178,2 ° C) a aproximadamente 400 K (127 ° C)). Una excepción a esta restricción son los llamados " picos de luz eterna " ubicados en el polo norte lunar que están constantemente bañados por la luz del sol. El borde del cráter Shackleton , hacia el polo sur lunar, también tiene una iluminación solar casi constante. Otras áreas cercanas a los polos que reciben luz la mayor parte del tiempo podrían estar conectadas en una red eléctrica. Se estima que la temperatura a 1 metro por debajo de la superficie de la Luna es casi constante durante el período de un mes que varía con la latitud desde cerca de 220 K (-53 ° C) en el ecuador hasta cerca de 150 K (-123 ° C) en el polos.[46]
  • La Luna está muy agotada en elementos volátiles , como nitrógeno e hidrógeno. El carbono, que forma óxidos volátiles, también se agota. Varias sondas robóticas, incluida Lunar Prospector, reunieron evidencia de hidrógeno generalmente en la corteza lunar consistente con lo que se esperaría del viento solar y concentraciones más altas cerca de los polos. [47] Hubo cierto desacuerdo sobre si el hidrógeno debe estar necesariamente en forma de agua. La misión de 2009 del satélite de observación y detección de cráteres lunares (LCROSS) demostró que hay agua en la Luna. [48] Esta agua existe en forma de hielo quizás mezclada en pequeños cristales en el regolito.en un paisaje más frío que nunca. Otros volátiles que contienen carbono y nitrógeno se encontraron en la misma trampa fría que el hielo. [34] Si no se encuentran medios suficientes para recuperar estos volátiles en la Luna, sería necesario importarlos de alguna otra fuente para sustentar la vida y los procesos industriales. Los volátiles tendrían que reciclarse rigurosamente. Esto limitaría la tasa de crecimiento de la colonia y la mantendría dependiente de las importaciones. Los costos de transporte se reducirían con un ascensor espacial lunar si se puede construir uno. [49]
  • El anuncio de 2006 del Observatorio Keck de que el asteroide troyano binario 617 Patroclus , [50] y posiblemente una gran cantidad de otros objetos troyanos en la órbita de Júpiter , probablemente estén compuestos de hielo de agua, con una capa de polvo y la hipótesis de grandes cantidades de hielo de agua en el asteroide 1 Ceres del cinturón principal más cercano, sugieren que la importación de volátiles de esta región a través de la Red de Transporte Interplanetario puede ser práctica en un futuro no muy lejano. Sin embargo, estas posibilidades dependen de la complicada y costosa utilización de recursos del Sistema Solar medio al exterior, que no es probable que esté disponible para una colonia lunar durante un período de tiempo significativo.
  • La falta de una atmósfera sustancial para el aislamiento da como resultado temperaturas extremas y hace que las condiciones de la superficie de la Luna se parezcan a un vacío en el espacio profundo con una presión superficial (nocturna) de 3 × 10-15 bar. [51] También deja la superficie lunar expuesta a la mitad de radiación que en el espacio interplanetario (con la otra mitad bloqueada por la propia Luna debajo de la colonia), lo que plantea los problemas de la amenaza para la salud de los rayos cósmicos y el riesgo de exposición a protones. del viento solar . En 2020, los científicos informaron de las primeras mediciones realizadas a través del módulo de aterrizaje Chang'e 4 de China de la exposición a la radiación.dosis en la superficie lunar. [52] [53] Los escombros lunares pueden proteger las viviendas de los rayos cósmicos. [54] El blindaje contra las erupciones solares durante las expediciones al aire libre es más problemático.
  • Cuando la Luna atraviesa la cola magnética de la Tierra, la hoja de plasma azota su superficie. Los electrones chocan contra la Luna y son liberados nuevamente por fotones UV en el lado diurno, pero acumulan voltajes en el lado oscuro. [55] Esto provoca una acumulación de carga negativa de −200 V a −1000 V. Consulte Campo magnético de la Luna .
  • El polvo lunar es una sustancia vítrea extremadamente abrasiva formada por micrometeoritos y sin redondear debido a la falta de meteorización. Se adhiere a todo, puede dañar el equipo y puede ser tóxico. Dado que es bombardeado por partículas cargadas en el viento solar, está altamente ionizado y es extremadamente dañino cuando se inhala. Durante las misiones Apolo de los años 60 y 70, los astronautas sufrieron problemas respiratorios en los vuelos de regreso de la Luna, por esta razón. [56] [57]
  • El cultivo de cultivos en la Luna enfrenta muchos desafíos difíciles debido a la larga noche lunar (354 horas), la variación extrema en la temperatura de la superficie, la exposición a las erupciones solares, el suelo casi sin nitrógeno y poco potasio y la falta de insectos para la polinización. Debido a la falta de atmósfera de sustancia en la Luna, las plantas deberían cultivarse en cámaras selladas, aunque los experimentos han demostrado que las plantas pueden prosperar a presiones mucho más bajas que las de la Tierra. [58] El uso de iluminación eléctrica para compensar la noche de 354 horas podría ser difícil: un solo acre (0,405 hectáreas) de plantas en la Tierra disfruta de un máximo de 4 megavatios de energía solar al mediodía. Experimentos realizados por el programa espacial soviéticoen la década de 1970 sugieren que es posible cultivar cultivos convencionales con el ciclo de 354 horas de luz y 354 horas de oscuridad. [59] Se han propuesto una variedad de conceptos para la agricultura lunar, [60] incluido el uso de luz artificial mínima para mantener las plantas durante la noche y el uso de cultivos de crecimiento rápido que podrían comenzar como plántulas con luz artificial y ser cosechables. al final de un día lunar. [61]Un experimento en la misión del módulo de aterrizaje lunar chino Chang'e 4 demostró que las semillas pueden brotar y crecer en condiciones protegidas en la Luna (enero de 2019). Las semillas de algodón pudieron soportar las duras condiciones, al menos inicialmente, convirtiéndose en las primeras plantas en brotar en la superficie de otro mundo. Pero sin una fuente de calor, las plantas murieron en la fría noche lunar. [62]

Ubicaciones [ editar ]

Más información: Geología de la Luna

El astrónomo soviético Vladislav V. Shevchenko propuso en 1988 los siguientes tres criterios que un puesto avanzado lunar debería cumplir: [ cita requerida ]

  • buenas condiciones para las operaciones de transporte ;
  • una gran cantidad de diferentes tipos de objetos y características naturales en la Luna de interés científico; y
  • recursos naturales, como el oxígeno . La abundancia de ciertos minerales, como el óxido de hierro , varía drásticamente sobre la superficie lunar. [63]

Si bien una colonia puede estar ubicada en cualquier lugar, las ubicaciones potenciales para una colonia lunar se dividen en tres categorías amplias.

Regiones polares [ editar ]

Hay dos razones por las que el polo norte y el polo sur de la Luna pueden ser lugares atractivos para una colonia humana. Primero, hay evidencia de la presencia de agua en algunas áreas continuamente sombreadas cerca de los polos. [64] En segundo lugar, el eje de rotación de la Luna está lo suficientemente cerca de ser perpendicular al plano de la eclíptica como para que el radio de los círculos polares de la Luna sea ​​inferior a 50 km. Por lo tanto, las estaciones de recolección de energía podrían ubicarse de manera plausible de modo que al menos una esté expuesta a la luz solar en todo momento, lo que permitiría alimentar colonias polares casi exclusivamente con energía solar. La energía solar no estaría disponible solo durante un eclipse lunar, pero estos eventos son relativamente breves y absolutamente predecibles. Por lo tanto, cualquier colonia de este tipo requeriría un suministro de energía de reserva que podría sustentar temporalmente una colonia durante los eclipses lunares o en caso de cualquier incidente o mal funcionamiento que afecte la recolección de energía solar. Las celdas de combustible de hidrógeno serían ideales para este propósito, ya que el hidrógeno necesario podría obtenerse localmente utilizando el agua polar de la Luna y el excedente de energía solar. Además, debido a la superficie irregular de la Luna, algunos sitios tienen luz solar casi continua. Por ejemplo, la montaña Malapert , ubicada cerca del cráter Shackleton en el polo sur lunar, ofrece varias ventajas como sitio:

  • Está expuesta al Sol la mayor parte del tiempo (ver Pico de Luz Eterna ); dos conjuntos de paneles solares estrechamente espaciados recibirían energía casi continua. [sesenta y cinco]
  • Su proximidad al cráter Shackleton (116 km, o 69,8 millas) significa que podría proporcionar energía y comunicaciones al cráter. Este cráter es potencialmente valioso para la observación astronómica . Un instrumento de infrarrojos se beneficiaría de las temperaturas muy bajas. Un radiotelescopio se beneficiaría de estar protegido de la interferencia de radio de amplio espectro de la Tierra. [sesenta y cinco]
  • El cercano Shoemaker y otros cráteres están en constante sombra profunda y pueden contener concentraciones valiosas de hidrógeno y otros volátiles. [sesenta y cinco]
  • A unos 5.000 metros (16.000 pies) de altura, ofrece comunicaciones de línea de visión sobre una gran área de la Luna, así como hacia la Tierra . [sesenta y cinco]
  • La cuenca del Polo Sur-Aitken se encuentra en el polo sur lunar. Esta es la segunda cuenca de impacto más grande conocida en el Sistema Solar, así como la característica de impacto más antigua y más grande en la Luna, [66] y debería proporcionar a los geólogos acceso a capas más profundas de la corteza lunar. Es donde ha aterrizado el Chang'e 4 chino, en el otro extremo. [67]

La NASA eligió utilizar un sitio del polo sur para el diseño de referencia del puesto avanzado lunar en el capítulo del Estudio de Arquitectura de Sistemas de Exploración sobre arquitectura lunar. [66]

En el polo norte, el borde del cráter Peary se ha propuesto como una ubicación favorable para una base. [68] El examen de imágenes de la misión Clementine en 1994 [69] parece mostrar que partes del borde del cráter están permanentemente iluminadas por la luz solar (excepto durante los eclipses lunares ). [68] Como resultado, se espera que las condiciones de temperatura se mantengan muy estables en esta ubicación, con un promedio de -50 ° C (-58 ° F). [68] Esto es comparable a las condiciones invernales en los polos fríos de la Tierra en Siberia y la Antártida . El interior del cráter Peary también puede albergar depósitos de hidrógeno. [68]

Un experimento de radar biestático de 1994 [70] realizado durante la misión Clementine sugirió la presencia de hielo de agua alrededor del polo sur. [12] [71] La nave espacial Lunar Prospector informó en 2008 una mayor abundancia de hidrógeno en el polo sur e incluso más en el polo norte. [72] Por otro lado, algunos han interpretado los resultados reportados usando el radiotelescopio de Arecibo para indicar que las firmas anómalas del radar Clementine no son indicativas de hielo, sino rugosidad de la superficie. [73] Esta interpretación, sin embargo, no se acepta universalmente. [74]

Una posible limitación de las regiones polares es que la entrada de viento solar puede crear una carga eléctrica en el lado de sotavento de los bordes del cráter. La diferencia de voltaje resultante puede afectar a los equipos eléctricos, cambiar la química de la superficie, erosionar las superficies y hacer levitar el polvo lunar. [75]

Regiones ecuatoriales [ editar ]

Es probable que las regiones lunares ecuatoriales tengan concentraciones más altas de helio-3 (raro en la Tierra pero muy buscado para su uso en la investigación de la fusión nuclear) porque el viento solar tiene un ángulo de incidencia más alto . [76] También disfrutan de una ventaja en el tráfico extralunar: la ventaja de rotación para el lanzamiento de material es leve debido a la lenta rotación de la Luna, pero la órbita correspondiente coincide con la eclíptica, casi coincide con la órbita lunar alrededor de la Tierra y casi coincide. con el plano ecuatorial de la Tierra.

Varias sondas han aterrizado en el área de Oceanus Procellarum . Hay muchas áreas y características que podrían estar sujetas a estudios a largo plazo, como la anomalía Reiner Gamma y el cráter Grimaldi de suelo oscuro .

Lado lejano [ editar ]

El lado lejano lunar carece de comunicación directa con la Tierra, aunque un satélite de comunicación en el punto L 2 Lagrangiano , o una red de satélites en órbita, podría permitir la comunicación entre el lado lejano de la Luna y la Tierra. [77] El lado lejano también es una buena ubicación para un radiotelescopio grande porque está bien protegido de la Tierra. [78] Debido a la falta de atmósfera, la ubicación también es adecuada para una serie de telescopios ópticos , similar al Very Large Telescope en Chile . [40]

Los científicos han estimado que las concentraciones más altas de helio-3 se pueden encontrar en el maria en el lado opuesto, así como en las áreas del lado cercano que contienen concentraciones del mineral ilmenita a base de titanio . En el lado cercano, la Tierra y su campo magnético protegen parcialmente la superficie del viento solar durante cada órbita. Pero el lado lejano está completamente expuesto y, por lo tanto, debería recibir una proporción algo mayor de la corriente de iones. [79]

Tubos de lava lunar [ editar ]

La luz del sol revela el terreno de un cráter de pozo lunar de 100 metros de profundidad , que puede ser un tubo de lava colapsado.

Los tubos de lava lunares son una ubicación potencial para construir una base lunar. Cualquier tubo de lava intacto en la Luna podría servir como refugio del severo ambiente de la superficie lunar, con sus frecuentes impactos de meteoritos, radiación ultravioleta de alta energía y partículas energéticas, y variaciones extremas de temperatura diurna. Los tubos de lava proporcionan posiciones ideales para refugiarse debido a su acceso a recursos cercanos. También han demostrado ser estructuras fiables, habiendo resistido la prueba del tiempo durante miles de millones de años.

Una colonia subterránea escaparía de las temperaturas extremas en la superficie de la Luna. El período diurno (aproximadamente 354 horas) tiene una temperatura promedio de aproximadamente 107 ° C (225 ° F), aunque puede subir hasta 123 ° C (253 ° F). El período nocturno (también 354 horas) tiene una temperatura promedio de aproximadamente -153 ° C (-243 ° F). [80] Bajo tierra, los períodos diurnos y nocturnos rondarían los -23 ° C (-9 ° F), y los humanos podrían instalar calentadores ordinarios para calentarse. [81]

Uno de esos tubos de lava fue descubierto a principios de 2009. [82]

Estructura [ editar ]

Hábitat [ editar ]

Ha habido numerosas propuestas sobre módulos de hábitat. Los diseños han evolucionado a lo largo de los años a medida que aumentaba el conocimiento de la humanidad sobre la Luna y cambiaban las posibilidades tecnológicas. Los hábitats propuestos van desde los módulos de aterrizaje reales de las naves espaciales o sus tanques de combustible usados, hasta módulos inflables de diversas formas. Algunos peligros del entorno lunar, como cambios bruscos de temperatura, falta de atmósfera o campo magnético (lo que significa niveles más altos de radiación y micrometeoroides) y largas noches, se desconocían desde el principio. Las propuestas han cambiado a medida que estos peligros fueron reconocidos y tomados en consideración.

Colonias subterráneas [ editar ]

La temperatura y la presión del interior de la Luna aumentan con la profundidad

Algunos sugieren construir la colonia lunar bajo tierra, lo que brindaría protección contra la radiación y los micrometeoroides. Esto también reduciría en gran medida el riesgo de fugas de aire, ya que la colonia estaría completamente sellada desde el exterior a excepción de algunas salidas a la superficie.

La construcción de una base subterránea probablemente sería más compleja; Una de las primeras máquinas de la Tierra podría ser una máquina excavadora a control remoto. Una vez creado, sería necesario algún tipo de endurecimiento para evitar el colapso, posiblemente una sustancia similar al hormigón en aerosol hecha de materiales disponibles. [83] A continuación, se podría aplicar un material aislante más poroso también fabricado in situ . Rowley & Neudecker han sugerido máquinas de "derretir sobre la marcha" que dejarían superficies internas vidriosas. [84] También se podrían utilizar métodos de minería como la sala y el pilar . A continuación, se podrían instalar hábitats inflables de tela autosellante para retener el aire. Eventualmente una ciudad subterránea se puede construir. Las granjas instaladas bajo tierra necesitarían luz solar artificial . Como alternativa a la excavación, se podría cubrir y aislar un tubo de lava , resolviendo así el problema de la exposición a la radiación. Los estudiantes estudian en Europa una solución alternativa para excavar un hábitat en los cráteres llenos de hielo de la Luna. [85]

Colonias de superficie [ editar ]

Concepto de doble cúpula para la creación de hábitat en la luna
Un modelo de la NASA de un módulo inflable propuesto.

Una solución posiblemente más sencilla sería construir la base lunar en la superficie y cubrir los módulos con suelo lunar. El suelo lunar está compuesto por una mezcla única de sílice y compuestos que contienen hierro que pueden fusionarse en un sólido similar al vidrio utilizando energía de microondas. [86] Blacic ha estudiado las propiedades mecánicas del vidrio lunar y ha demostrado que es un material prometedor para hacer estructuras rígidas, si se recubre con metal para mantener la humedad fuera. [87] Esto puede permitir el uso de "ladrillos lunares" en diseños estructurales, o la vitrificación de tierra suelta para formar una costra cerámica dura.

Una base lunar construida en la superficie necesitaría estar protegida mediante un mejor blindaje contra la radiación y los micrometeoroides. La construcción de la base lunar dentro de un cráter profundo proporcionaría al menos un escudo parcial contra la radiación y los micrometeoroides. Se han propuesto campos magnéticos artificiales [88] [89] como un medio para proporcionar protección contra la radiación para misiones tripuladas en el espacio profundo de largo alcance, y podría ser posible utilizar una tecnología similar en una colonia lunar. Algunas regiones de la Luna poseen fuertes campos magnéticos locales que podrían mitigar parcialmente la exposición a partículas cargadas solares y galácticas. [90]

A diferencia de los habituales hábitats lunares diseñados por ingenieros, el estudio de arquitectura Foster + Partners , con sede en Londres , propuso una tecnología de impresora 3D para la construcción de edificios en enero de 2013 que utilizaría materias primas de regolito lunar para producir estructuras de edificios lunares mientras utilizaba hábitats inflables cerrados para viviendas. los ocupantes humanos dentro de las estructuras lunares de caparazón duro. En general, estos hábitats requerirían solo el diez por ciento de la masa de la estructura para ser transportada desde la Tierra, mientras que se utilizarían materiales lunares locales para el otro 90 por ciento de la masa de la estructura. [91] El suelo lunar "impreso" proporcionaría tanto " radiación como temperaturaaislamiento. En el interior, un inflable ligero presurizado con la misma forma de cúpula sería el entorno de vida de los primeros pobladores lunares humanos ". [91] La tecnología de construcción incluiría mezclar material lunar con óxido de magnesio , que convertiría la" materia lunar en una pulpa que puede rociarse para formar el bloque "cuando se aplica una sal aglutinante que" convierte [este] material en un sólido similar a la piedra ". [91] Las versiones terrestres de esta tecnología de construcción de impresión 3D ya están imprimiendo 2 metros (6 pies 7 pulgadas ) de material de construcción por hora con las impresoras de próxima generación con una capacidad de 3,5 metros (11 pies) por hora, suficiente para completar un edificio en una semana. [91]

Estructuras impresas en 3D [ editar ]

Bloque de 1,5 toneladas métricas (3300 lb) impreso en 3D a partir de polvo lunar simulado para demostrar la viabilidad de construir una base lunar con materiales locales

El 31 de enero de 2013, la ESA, en colaboración con Foster + Partners , probó una estructura impresa en 3D que podría construirse con regolito lunar para su uso como base lunar. [92]

Energía [ editar ]

Energía nuclear [ editar ]

Un reactor de fisión nuclear podría cumplir la mayoría de los requisitos de energía de una base lunar. [93] Con la ayuda de reactores de fisión, se podría superar la dificultad de la noche lunar de 354 horas. Según la NASA, una central de fisión nuclear podría generar 40 kilovatios constantes, equivalente a la demanda de unas ocho casas en la Tierra. [93] El concepto de un artista de tal estación publicado por la NASA prevé que el reactor sea enterrado debajo de la superficie de la Luna para protegerlo de su entorno; desde una parte del generador en forma de torre que se extiende por encima de la superficie sobre el reactor, los radiadores se extenderían hacia el espacio para enviar cualquier energía térmica que pudiera quedar. [94]

Los generadores termoeléctricos de radioisótopos podrían usarse como fuentes de energía de emergencia y de respaldo para colonias alimentadas con energía solar.

Un programa de desarrollo específico en la década de 2000 fue la superficie de la fisión de energía proyecto de (FSP) de la NASA y el Departamento de Energía , un sistema de energía de fisión se centró en "el desarrollo y la demostración de un sistema de energía 40 kWe nominal para apoyar las misiones de exploración humana. El concepto de sistema FSP usos convencionales de baja -Temperatura de acero inoxidable , tecnología de reactor refrigerado por metal líquido junto con conversión de energía Stirling ". En 2010 , se habían completado con éxito pruebas de hardware de componentes importantes y se estaba fabricando una prueba de demostración de un sistema no nuclear. [95] [ necesita actualización ]

En 2017, la NASA inició el proyecto Kilopower que probó el reactor KRUSTY. Japón tiene el diseño conceptual RAPID-L .

La extracción de helio-3 podría utilizarse como sustituto del tritio para la producción potencial de energía de fusión en el futuro.

Energía solar [ editar ]

Más información: Pico de luz eterna

La energía solar es una posible fuente de energía para una base lunar. Muchas de las materias primas necesarias para la producción de paneles solares se pueden extraer in situ. Sin embargo, la larga noche lunar (354 horas o 14,75 días terrestres) es un inconveniente para la energía solar en la superficie de la Luna. Esto podría resolverse construyendo varias centrales eléctricas, de modo que al menos una de ellas esté siempre a la luz del día. Otra posibilidad sería construir una planta de energía de este tipo donde haya luz solar constante o casi constante, como en la montaña Malapert cerca del polo sur lunar, o en el borde del cráter Peary cerca del polo norte. Dado que el regolito lunar contiene metales estructurales como hierro y aluminio, los paneles solares podrían montarse en lo alto de torres construidas localmente que podrían girar para seguir al Sol. Una tercera posibilidad seríadeje los paneles en órbita y transmita la energía como microondas.

Los convertidores de energía solar no necesitan ser paneles solares de silicio . Puede resultar más ventajoso utilizar la mayor diferencia de temperatura entre el sol y la sombra para hacer funcionar los generadores de motores térmicos . La luz solar concentrada también podría transmitirse a través de espejos y usarse en motores Stirling o generadores solares de canal , o podría usarse directamente para iluminación, agricultura y calor de proceso. El calor concentrado también podría emplearse en el procesamiento de materiales para extraer varios elementos de los materiales de la superficie lunar.

Almacenamiento de energía [ editar ]

Las pilas de combustible del transbordador espacial han funcionado de forma fiable hasta 17 días terrestres a la vez. En la Luna, que sólo serían necesarios para 354 horas (14 3 / 4 días) - la longitud de la noche lunar. Las pilas de combustible producen agua directamente como producto de desecho. La tecnología actual de celdas de combustible es más avanzada que las celdas del Shuttle: las celdas PEM (Membrana de Intercambio de Protones) producen considerablemente menos calor (aunque su calor residual probablemente sería útil durante la noche lunar) y son más livianas, sin mencionar la masa reducida de las más pequeñas. radiadores disipadores de calor. Esto hace que los PEM sean más económicos de lanzar desde la Tierra que las células del transbordador. Los PEM aún no se han probado en el espacio.

La combinación de pilas de combustible con electrólisis proporcionaría una fuente "perpetua" de electricidad: la energía solar podría utilizarse para proporcionar energía durante el día lunar y las pilas de combustible durante la noche. Durante el día lunar, la energía solar también se usaría para electrolizar el agua creada en las celdas de combustible, aunque habría pequeñas pérdidas de gases que tendrían que ser reemplazadas.

Incluso si las colonias lunares pudieran proporcionarse acceso a una fuente casi continua de energía solar, aún necesitarían mantener celdas de combustible o un sistema de almacenamiento de energía alternativo para mantenerse durante los eclipses lunares y situaciones de emergencia.

Transporte [ editar ]

Tierra a la Luna [ editar ]

Hasta la fecha, se han utilizado cohetes convencionales para la mayoría de las exploraciones lunares. La misión SMART-1 de la ESA de 2003 a 2006 utilizó cohetes químicos convencionales para alcanzar la órbita y propulsores de efecto Hall para llegar a la Luna en 13 meses. La NASA habría utilizado cohetes químicos en su propulsor Ares V y el módulo de aterrizaje Altair , que se estaban desarrollando para un regreso planificado a la Luna alrededor de 2019, pero esto fue cancelado. Los trabajadores de la construcción, los buscadores de ubicaciones y otros astronautas vitales para la construcción, habrían sido llevados de cuatro en cuatro en la nave espacial Orion de la NASA .

Los conceptos propuestos para el transporte Tierra-Luna son los ascensores espaciales . [96] [97] [49]

En la superficie [ editar ]

Concepto artístico de un rover lunar descargado de una nave espacial de carga

Los colonos lunares necesitarían la capacidad de transportar carga y personas hacia y desde módulos y naves espaciales, y realizar estudios científicos de un área más grande de la superficie lunar durante largos períodos de tiempo. Los conceptos propuestos incluyen una variedad de diseños de vehículos, desde pequeños rovers abiertos hasta grandes módulos presurizados con equipo de laboratorio, como el concepto de rover de Toyota. [98]

Los vehículos móviles pueden resultar útiles si el terreno no es demasiado empinado o accidentado. Los únicos rovers que han operado en la superficie de la Luna (a partir de 2008 ) son los tres vehículos itinerantes lunares Apollo (LRV), desarrollados por Boeing , los dos Lunokhods soviéticos robóticos y el rover chino Yutu en 2013. El LRV era un vehículo abierto rover para una tripulación de dos, y un alcance de 92 km durante un día lunar . Una NASAEl estudio dio como resultado el concepto del Laboratorio Lunar Móvil, un rover presurizado con tripulación para una tripulación de dos, con un alcance de 396 km. La Unión Soviética desarrolló diferentes conceptos de rover en la serie Lunokhod y el L5 para su posible uso en futuras misiones tripuladas a la Luna o Marte. Todos estos diseños de rover fueron presurizados para salidas más largas. [99]

Si se establecieran múltiples bases en la superficie lunar, podrían unirse mediante sistemas ferroviarios permanentes. Se han propuesto sistemas de levitación tanto convencional como magnética ( Maglev ) para las líneas de transporte. Los sistemas Mag-Lev son particularmente atractivos ya que no hay atmósfera en la superficie que ralentice el tren , por lo que los vehículos podrían alcanzar velocidades comparables a las de los aviones en la Tierra. Sin embargo, una diferencia significativa con los trenes lunares es que los vagones deberían estar sellados individualmente y poseer sus propios sistemas de soporte vital. [ cita requerida ]

Para áreas difíciles, un vehículo volador puede ser más adecuado. Bell Aerosystems propuso su diseño para el vehículo volador lunar como parte de un estudio para la NASA, mientras que Bell propuso el sistema de vuelo tripulado, un concepto similar. [ cita requerida ]

Superficie al espacio [ editar ]

Tecnología de lanzamiento [ editar ]

Un conductor de masa, la estructura larga que se dirige hacia el horizonte, como parte de una base lunar. Ilustración conceptual de la NASA.

La experiencia hasta ahora indica que lanzar seres humanos al espacio es mucho más caro que lanzar cargamentos. [ cita requerida ]

Una forma de llevar materiales y productos de la Luna a una estación de paso interplanetaria podría ser con un impulsor de masa , un lanzador de proyectiles acelerado magnéticamente. La carga se recogería de la órbita o de un punto Lagrangiano Tierra-Luna por una nave lanzadera utilizando propulsión de iones , velas solares u otros medios y se enviaría a la órbita terrestre u otros destinos como asteroides cercanos a la Tierra, Marte u otros planetas, tal vez utilizando el Red de transporte interplanetario . [ cita requerida ]

Un ascensor espacial lunar podría transportar personas, materias primas y productos hacia y desde una estación orbital en los puntos Lagrangianos L 1 o L 2 . Los cohetes químicos llevarían una carga útil desde la Tierra hasta la ubicación lunar L 1 de Lagrange . Desde allí, una correa bajaría lentamente la carga útil hasta un aterrizaje suave en la superficie lunar. [ cita requerida ]

Otras posibilidades incluyen un sistema de amarre de intercambio de impulso . [ cita requerida ]

Costos de lanzamiento [ editar ]

  • Las estimaciones del costo por unidad de masa del lanzamiento de cargamento o personas desde la Luna varían y los impactos en los costos de las futuras mejoras tecnológicas son difíciles de predecir. Un límite superior en el costo de lanzamiento de material desde la Luna podría ser de aproximadamente $ 40,000,000 por kilogramo, basado en dividir los costos del programa Apolo por la cantidad de material devuelto. [100] [101] [102] En el otro extremo, el costo incremental de lanzar material desde la Luna usando un acelerador electromagnético podría ser bastante bajo. Se sugiere que la eficiencia del lanzamiento de material desde la Luna con un acelerador eléctrico propuesto sea de aproximadamente el 50%. [103]Si el transporte de un conductor de masa pesa lo mismo que la carga, se deben acelerar dos kilogramos a la velocidad orbital por cada kilogramo puesto en órbita. La eficiencia general del sistema se reduciría entonces al 25%. Por lo tanto, se necesitarían 1,4 kilovatios-hora para lanzar un kilogramo incremental de carga a una órbita baja desde la Luna. [104] A $ 0,1 / kilovatio-hora, un costo típico de la energía eléctrica en la Tierra, equivale a $ 0,16 por la energía necesaria para poner en órbita un kilogramo de carga. Para el costo real de un sistema operativo, la pérdida de energía por acondicionamiento de energía, el costo de irradiar calor residual, el costo de mantenimiento de todos los sistemas y el costo de interés de la inversión de capital son consideraciones.
  • Los pasajeros no pueden dividirse en el tamaño de paquete sugerido para la carga de un conductor masivo, ni someterse a cientos de aceleraciones de gravedad. Sin embargo, los desarrollos técnicos también podrían afectar el costo de lanzar pasajeros a la órbita de la Luna. En lugar de traer todo el combustible y oxidante de la Tierra, el oxígeno líquido podría producirse a partir de materiales lunares y el hidrógeno debería estar disponible en los polos lunares. El costo de producirlos en la Luna aún se desconoce, pero serían más costosos que los costos de producción en la Tierra. La situación del hidrógeno local está muy abierta a la especulación. Como combustible para cohetes, el hidrógeno podría extenderse combinándolo químicamente con silicio para formar silano , [105]que aún no se ha demostrado en un motor de cohete real. En ausencia de más desarrollos técnicos, el costo de transportar personas desde la Luna sería un impedimento para la colonización.

Superficie hacia y desde el espacio cis-lunar [ editar ]

Se ha propuesto un sistema de transporte cislunar que utiliza ataduras para lograr el intercambio de impulso. [106] Este sistema requiere una entrada de energía neta cero, y no solo podría recuperar cargas útiles de la superficie lunar y transportarlas a la Tierra, sino que también podría aterrizar cargas útiles en la superficie lunar.

Desarrollo económico [ editar ]

Para la sostenibilidad a largo plazo, una colonia espacial debería ser casi autosuficiente. Extraer y refinar los materiales de la Luna en el sitio, para usar tanto en la Luna como en otras partes del Sistema Solar, podría proporcionar una ventaja sobre las entregas desde la Tierra, ya que pueden lanzarse al espacio a un costo de energía mucho menor que desde la Tierra. Es posible que se deban lanzar grandes cantidades de carga al espacio para la exploración interplanetaria en el siglo XXI, y el menor costo de proporcionar bienes desde la Luna podría ser atractivo. [83]

Procesamiento de materiales basados ​​en el espacio [ editar ]

A largo plazo, la Luna probablemente jugará un papel importante en el suministro de materias primas a las instalaciones de construcción espaciales. [99] La gravedad cero en el espacio permite el procesamiento de materiales de formas imposibles o difíciles en la Tierra, como metales "espumantes" , donde se inyecta un gas en un metal fundido y luego el metal se templa lentamente. En la Tierra, las burbujas de gas se elevan y explotan, pero en un entorno de gravedad cero , eso no sucede. El proceso de recocido requiere grandes cantidades de energía, ya que un material se mantiene muy caliente durante un período de tiempo prolongado. (Esto permite que la estructura molecular se vuelva a alinear).

Exportando material a la Tierra [ editar ]

Exportar material a la Tierra en el comercio desde la Luna es más problemático debido al costo de transporte, que variaría mucho si la Luna estuviera desarrollada industrialmente (ver "Costos de lanzamiento" más arriba). Una mercancía comercial sugerida es el helio-3 ( 3 He), que es transportado por el viento solar y acumulado en la superficie de la Luna durante miles de millones de años, pero que ocurre raramente en la Tierra. [107] El helio-3 podría estar presente en el regolito lunar en cantidades de 0.01 ppm a 0.05 ppm (dependiendo del suelo). En 2006 tenía un precio de mercado de alrededor de $ 1,500 por gramo ($ 1,5 millones por kilogramo), más de 120 veces el valor por unidad de peso del oro y más de ocho veces el valor del rodio .

En el futuro, 3 He extraído de la Luna puede tener un papel como combustible en los reactores de fusión termonuclear . [107] [108] Debería necesitar alrededor de 100 toneladas métricas (220.000 libras) de helio-3 para producir la electricidad que la Tierra usa en un año y debería haber suficiente en la Luna para proporcionar esa cantidad durante 10.000 años. [109]

Exportación de propelente obtenido del agua lunar [ editar ]

Para reducir el costo del transporte, la Luna podría almacenar propulsores producidos a partir del agua lunar en uno o varios depósitos entre la Tierra y la Luna, para reabastecer cohetes o satélites en órbita terrestre. [110] La Shackleton Energy Company estima que la inversión en esta infraestructura podría costar alrededor de $ 25 mil millones. [111]

Satélites de energía solar [ editar ]

Gerard K. O'Neill , al señalar el problema de los altos costos de lanzamiento a principios de la década de 1970, se le ocurrió la idea de construir satélites de energía solar en órbita con materiales de la Luna. [112] Los costos de lanzamiento desde la Luna variarían mucho si la Luna estuviera desarrollada industrialmente (ver "Costos de lanzamiento" más arriba). Esta propuesta se basó en las estimaciones contemporáneas de los costos de lanzamiento futuros del transbordador espacial.

El 30 de abril de 1979, el informe final "Utilización de los recursos lunares para la construcción espacial" de la División de Convair de General Dynamics en virtud del contrato NAS9-15560 de la NASA concluyó que el uso de los recursos lunares sería más barato que los materiales terrestres para un sistema que comprendiera tan solo treinta satélites de energía solar de 10 GW de capacidad cada uno. [113]

En 1980, cuando se hizo obvio que las estimaciones de costos de lanzamiento de la NASA para el transbordador espacial eran tremendamente optimistas, O'Neill et al. publicó otra ruta para la fabricación utilizando materiales lunares con costos iniciales mucho más bajos. [114] Este concepto de SPS de la década de 1980 se basó menos en la presencia humana en el espacio y más en sistemas parcialmente autorreplicantes en la superficie lunar bajo el control de telepresencia de trabajadores estacionados en la Tierra.

Ver también [ editar ]

  • Programa Aurora
  • Colonización de Marte
  • Federación de Exploradores de Galaxias
  • Puesto avanzado humano
  • Utilización de recursos in situ
  • Sociedad de Exploradores Lunares
  • Lunarcrete
  • ¡Lunarcy!
  • Recursos lunares
  • Luna en la ficción
  • Alunizaje
  • Sociedad de la Luna
  • Sociedad Espacial Nacional
  • Nuevo espacio
  • Habitabilidad planetaria
  • Arquitectura espacial
  • Fundación Space Frontier

Referencias [ editar ]

Notas

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Enlaces externos [ editar ]

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