¡Bienvenido de nuevo a nuestra serie sobre Colonizar el Sistema Solar! Hoy, echamos un vistazo al vecino celestial más cercano a la Tierra. Así es, ¡estamos observando la Luna!
Lo más probable es que todos hemos escuchado sobre esto más de una vez en nuestras vidas e incluso tenemos algunos pensamientos propios sobre el tema. Pero para las agencias espaciales de todo el mundo, los futuristas y las compañías aeroespaciales privadas, la idea de colonizar la Luna no es una cuestión de "si", sino de "cuándo" y "cómo". Para algunos, establecer una presencia humana permanente en la Luna es una cuestión de destino, mientras que para otros, es una cuestión de supervivencia.
No es sorprendente que los planes para establecer un asentamiento humano sean anteriores a Moon Landing y Space Race. En las últimas décadas, muchos de estos planetas han sido desempolvados y actualizados gracias a los planes para una era renovada de exploración lunar. Entonces, ¿qué se necesitaría para establecer una presencia humana permanente en la Luna, cuándo podría suceder y estamos preparados para ese desafío?
Incluso antes de que se hicieran propuestas para las colonias lunares, la idea de la humanidad que vivía en la Luna se exploró ampliamente en la ficción, con ejemplos que se remontan a más de un siglo. Además, había una especulación considerable a principios del siglo XX de que la Luna ya podría estar habitada por formas de vida indígenas (muy similar a lo que se creía sobre Marte).
Ejemplos en la ficción:
Entre las décadas de 1940 y 1960, el autor de ciencia ficción Robert A. Heinlein escribió extensamente sobre los primeros viajes y la eventual colonización de la Luna. Estos incluyeron múltiples historias cortas de la década de 1940 que describen cómo sería la vida en los asentamientos en "Luna" (el nombre comúnmente usado por Heinlein para describir una Luna colonizada.
En 1966, Heinlein lanzó la novela ganadora del Premio Hugo, La luna es una amante dura, que cuenta la historia de los descendientes de una colonia penal lunar que lucha por la independencia de la Tierra. Esta historia recibió un gran reconocimiento por la forma en que combinaba comentarios políticos con temas como la exploración espacial, la sostenibilidad y la inteligencia artificial. Fue también en este trabajo que Heinlein acuñó el término "TANSTAAFL", un acrónimo de "No hay tal cosa como un almuerzo gratis".
En 1985, Heinlein lanzó El gato que camina a través de las paredes, donde gran parte del libro tiene lugar en una Luna libre después de que ganó su lucha por la independencia e incluye personajes de algunas de sus obras anteriores.
La colonización lunar también fue explorada en la ficción por el difunto y gran Arthur C. Clarke. Esto incluyó la historia corta Luz de la tierra (1955), donde un asentamiento en la Luna se encuentra atrapado en medio de una guerra entre la Tierra y una alianza entre Marte y Venus. Esto fue seguido por Una caída de polvo lunar (1961), que presenta un barco lunar lleno de turistas que se hunde en un mar de Moondust.
En 1968, Clarke colaboró con el director Stanley Kubrick para crear la película de ciencia ficción. 2001: una odisea del espacio, donde parte de la trama tiene lugar en una colonia lunar estadounidense que se pone en cuarentena después de que un objeto de origen alienígena se encuentra cerca. Clarke explicó esto en la versión novedosa que se lanzó ese mismo año. También se menciona una colonia lunar en la novela ganadora del premio Nebula de Clarke y Hugo Cita con Rama (1973).
La gran compañera de ciencia ficción Ursula K. Le Guin también incluye una colonia lunar en su novela de 1971 El torno del cielo, que ganó el Premio Locus a la mejor novela en 1972 y fue adaptada al cine dos veces (1980 y 2002). En una realidad alternativa, las bases lunares se establecieron en 2002 y luego fueron atacadas por una especie alienígena hostil de Aldebarán (que en otra realidad son benignas).
En 1973, el difunto y gran Isaac Asimov lanzó la novela. Los dioses mismos donde la tercera sección tiene lugar en un asentamiento lunar a principios del siglo 22.Los lunáticos (1988) por Kim Stanley Robinson (autor del Marte rojo trilogía, 2312 y Aurora) se centra en un grupo de mineros esclavizados obligados a trabajar bajo la superficie lunar para lanzar una rebelión.
El cuento de 1995 "Byrd Land Six" de Alastair Reynolds menciona una colonia lunar con una economía centrada en la extracción de helio-3. En 1998, Ben Bova lanzó Salida de la luna y Moonwar, dos novelas que se centraron en una base lunar establecida por una corporación estadounidense y que finalmente se rebela contra la Tierra. Estos son parte de su serie "Grand Tour" que tratan colectivamente con la colonización del Sistema Solar.
En 2017, Andy Weir (autor de El marciano) liberado Artemisa, una novela ambientada en una ciudad lunar cuya economía se basa en el turismo lunar. Se presta considerable atención a los detalles de la vida diaria en la Luna, que incluye descripciones de una planta de energía nuclear, una fundición de aluminio y una instalación de producción de oxígeno.
Propuestas:
El primer ejemplo registrado de humanos que viven en la Luna fue realizado en el siglo XVII por el obispo John Wilkins. En su Un discurso sobre un mundo nuevo y otro planeta (1638), predijo que los humanos algún día aprenderían a dominar el vuelo y establecer una colonia lunar. Sin embargo, las propuestas detalladas y con base científica no llegarían hasta el siglo XX.
En 1901, H.G.Wells escribió Los primeros hombres en la luna, que cuenta la historia de habitantes lunares nativos (selenitas) e incluye elementos de la ciencia real. En 1920, Konstantin Tsiolkovsky (aclamado por muchos como el "padre de la astronáutica y los cohetes") escribió la novela Fuera de la tierra. Esta novela cuenta la historia de humanos colonizando el Sistema Solar y describe en detalle cómo sería la vida en el espacio.
Con el comienzo de la carrera espacial en la década de 1950, científicos, ingenieros y arquitectos han sugerido una serie de conceptos y diseños. En 1954, Arthur C. Clarke propuso la creación de una base lunar consistente en módulos inflables cubiertos de polvo lunar para aislamiento. Las comunicaciones se mantendrían con los astronautas en el campo utilizando un mástil de radio inflable.
Con el tiempo, se construiría una cúpula permanente más grande que se basaría en un purificador de aire a base de algas, un reactor nuclear para la energía y cañones electromagnéticos para lanzar carga y combustible a los buques en el espacio. Clarke exploraría más esta propuesta con su cuento de 1955. Luz de la tierra.
En 1959, el ejército de los Estados Unidos lanzó un estudio.
En 1959, John S. Rinehart, entonces director del Laboratorio de Investigación Minera de la Escuela de Minas de Colorado, sugirió una estructura lunar que podría "[flotar] en un océano estacionario de polvo". Esto fue en respuesta a la teoría popular de que había océanos de regolito que se encontraban a 1.5 km (una milla) de profundidad en la Luna.
Este concepto se describió en el estudio de Rinehart, "Criterios básicos para la construcción de la luna", en el Revista de la Sociedad Interplanetaria Británica, donde describió una "base flotante" que consiste en un medio cilindro con medias cúpulas en ambos extremos y un escudo de micrometeoroides colocado arriba.
En 1961, el mismo año en que el presidente Kennedy anunció el Programa Apolo, la Fuerza Aérea de EE. UU. Publicó un informe secreto basado en la evaluación previa de una base militar lunar realizada por el Ejército de EE. UU. Conocido como el Proyecto Lunex, el plan requería un aterrizaje lunar de la tripulación que eventualmente conduciría a una base subterránea de la Fuerza Aérea en la Luna en 1968.
En 1962, John DeNike (Gerente de Programas de los Programas Avanzados de la NASA) y Stanley Zahn (Director Técnico de Estudios de Bases Lunares en la División Espacial de la Compañía Martin) publicaron un estudio titulado "Bases lunares". Su concepto requería una base subterránea ubicada en el Mar de la Tranquilidad, el futuro sitio de aterrizaje del Apolo 11 misión.
Al igual que la propuesta de Clarke, esta base dependería de reactores nucleares para obtener energía y un sistema de filtración de aire a base de algas. La base estaría compuesta por 30 módulos de hábitat divididos entre siete áreas de vivienda, ocho áreas de operaciones y 15 áreas de logística. la base total mediría 1300 m² (14,000 pies²) de tamaño que podría acomodar a 21 miembros de la tripulación.
Durante la década de 1960, la NASA produjo múltiples estudios que abogaban por la creación de hábitats inspirados en la arquitectura de la misión del Programa Apolo (en particular, la Saturno V cohete y derivados del mismo). Estos planes preveían módulos de estaciones espaciales emplazados en la superficie lunar y utilizando diseños y tecnología existentes para reducir costos y garantizar la confiabilidad.
En 1963, durante el 13 Actas del coloquio de exploración lunar y planetaria, William Sims produjo un estudio titulado "Arquitectura de la base lunar". Su diseño requería que se construyera un hábitat debajo de la pared de un cráter de impacto con un campo de aterrizaje cercano para naves espaciales. El hábitat tendría tres pisos de altura
Estas ventanas también permitirían la entrada de luz en el hábitat y estarían aisladas con tanques de agua para protección contra la radiación. Los reactores nucleares proporcionarían energía, mientras que secciones del hábitat se dedicarían a proporcionar espacios de oficinas, talleres, laboratorios, áreas habitables y una granja para producir la mayor cantidad posible de alimentos de la tripulación.
Pero quizás el diseño más influyente de la era Apolo fue el "Estudio de Síntesis de Base Lunar" de dos volúmenes, completado en 1971 por la firma aeroespacial North American Rockwell. El estudio produjo un diseño conceptual para una serie de Bases de la superficie lunar (LSB) que se derivaron de un estudio relacionado para una estación lunar en órbita.
En años más recientes, varias agencias espaciales han redactado propuestas para construir colonias en la Luna. En 2006, Japón anunció planes para una base lunar para 2030. Rusia hizo una propuesta similar en 2007, que se construiría entre 2027-32. En 2007, Jim Burke, de la Universidad Espacial Internacional de Francia, propuso crear un Arca de Noé Lunar para garantizar que la civilización humana sobreviviera a un evento catastrófico.
En agosto de 2014, representantes de la NASA se reunieron con líderes de la industria para discutir formas rentables de construir una base lunar en las regiones polares para 2022. En 2015, la NASA describió un concepto para el asentamiento lunar que dependería de trabajadores robóticos (conocido como Trans -Formers) y heliostatos para crear un asentamiento lunar alrededor de la región polar sur de la Luna.
En 2016, el jefe de la ESA, Johann-Dietrich Wörner, propuso la creación de una aldea internacional en la Luna como el sucesor de la estación espacial internacional. La creación de esta aldea dependería de las mismas asociaciones interinstitucionales que la ISS, así como las asociaciones entre gobiernos e intereses privados.
Desafíos:
No hace falta decir que la creación de una colonia lunar sería un compromiso masivo en términos de tiempo, recursos y energía. Si bien el desarrollo de cohetes reutilizables y otras medidas están reduciendo los costos de los lanzamientos individuales, enviar cargas útiles a la Luna sigue siendo una empresa muy costosa, especialmente donde se requerirían múltiples lanzamientos pesados.
También está la cuestión de los muchos peligros naturales que provienen de vivir en un cuerpo como la Luna. Estos incluyen temperaturas extremas, donde el lado que mira al Sol experimenta temperaturas máximas de 117 ° C (242 ° F), mientras que el lado oscuro experimenta temperaturas mínimas de -43 ° C (-46 ° F). La mayor parte de la superficie lunar también está expuesta a los impactos de meteoritos y micrometeoroides.
La Luna también tiene una atmósfera tenue, prácticamente vacía. Esta es parte de la razón por la cual la Luna atraviesa temperaturas tan extremas y por qué la superficie está marcada por impactos (es decir, no hay atmósfera para que los meteoritos se quemen). También significa que los asentamientos deberán ser herméticos, presurizados y aislados del entorno externo.
La falta de una atmósfera (así como una magnetosfera) también significa que la superficie está expuesta a mucha más radiación de la que estamos acostumbrados aquí en la Tierra. Esto incluye la radiación solar, que empeora mucho durante un evento solar, y los rayos cósmicos.
Posibles métodos:
Desde el comienzo de la era espacial, se han hecho múltiples propuestas sobre cómo y dónde se podría construir una colonia lunar. El dónde es de particular importancia ya que cualquier acuerdo tendrá que proporcionar un grado de protección contra los elementos. Como dice el refrán, las tres consideraciones más importantes en el sector inmobiliario son: "ubicación, ubicación y ubicación".
Por esta razón, se han hecho múltiples propuestas a lo largo de los años para construir hábitats lunares en lugares que permitan la protección y / o contención natural. Actualmente, el más popular de estos es la Cuenca Aitken del Polo Sur, una región de impacto masivo alrededor de la región polar sur de la Luna que está muy llena de cráteres.
Uno de los principales atractivos de esta región es el hecho de que está permanentemente sombreado, lo que significa que experimenta temperaturas mucho más estables. Además, múltiples misiones han confirmado la presencia de hielo de agua en la región, que podría cosecharse para producir todo, desde hidrógeno (o
Más allá de eso, cualquier intento de colonizar la Luna necesitará aprovechar tecnologías como la fabricación aditiva (también conocida como impresión 3D), los trabajadores de robots y la telepresencia. La base (o bases) también deberá fabricarse y suministrarse lo más posible utilizando recursos locales, un método conocido como utilización de recursos in situ (ISRU).
La NASA y la ESA han estado explorando el concepto durante muchos años y ambos han producido sus propios métodos para convertir el regolito lunar y otros recursos en materiales utilizables. Por ejemplo, desde 2013, la ESA ha estado trabajando con la firma de diseño arquitectónico Foster + Partners para diseñar su International Moon Village.
Su método propuesto para construir esta base consiste en colocar estructuras inflables en la superficie que luego se cubrirían con una forma de concreto hecho de regolito lunar, óxido de magnesio y una sal de unión. La NASA ha propuesto un método similar que exige trabajadores robóticos que utilicen regolitos "sinterizados" para bases de impresión 3D. Esto consiste en derretir el regolito bombardeándolo con microondas y luego imprimirlo como una cerámica fundida.
Otras ideas implican construir hábitats en el suelo y tener un nivel superior que proporcione acceso a la superficie y permita la entrada de luz natural. Incluso existe la propuesta de construir asentamientos lunares dentro de tubos de lava estables, que no
Incluso existe la propuesta de una base lunar solenoide que proporcione su propio blindaje contra la radiación. Este concepto fue presentado por el ingeniero civil Marco Peroni en el Foro y Exposición de AIAA sobre el Espacio y la Astronáutica de 2017 y consiste en cúpulas transparentes encerradas por un toro de cables de alto voltaje. Este toro proporcionaría blindaje magnético activo contra la radiación y permitiría construir asentamientos en cualquier lugar de la superficie.
La abundancia de hielo alrededor de las regiones polares proporcionará a los colonos una fuente constante de agua para beber, riego e incluso podría procesarse para producir combustible y oxígeno respirable. Se necesitará un estricto régimen de reciclaje para garantizar que los desechos se mantengan al mínimo.
Estos inodoros de compostaje podrían combinarse con el regolito lunar para crear un suelo en crecimiento, que luego podría ser regado con agua cosechada localmente. Esto sería esencial, ya que los colonos lunares tendrían que cultivar gran parte de su propia comida para reducir la cantidad de envíos que tendrían que enviarse desde la Tierra de forma regular.
El agua lunar también podría usarse como fuente de energía si las colonias están equipadas con baterías de electrólisis (donde las moléculas de agua se dividen en hidrógeno y oxígeno y el hidrógeno se quema). Otras fuentes de energía podrían incluir paneles solares, que podrían construirse alrededor de los bordes de los cráteres y canalizar la energía hacia los asentamientos dentro de ellos.
La energía solar basada en el espacio también podría proporcionar abundante energía a los asentamientos de todo el paisaje lunar. Los reactores nucleares son otra opción, al igual que los reactores de fusión (tokamak). Esta última opción es especialmente atractiva dado el hecho de que Helium-3 (una fuente de energía para reactores de fusión) es más abundante en la superficie lunar que en la Tierra.
Beneficios potenciales:
Para ser justos, establecer una colonia en cualquiera de los cuerpos celestes de nuestro Sistema Solar tiene algunos beneficios potenciales serios. Pero tener una colonia en el cuerpo celeste más cercano a la Tierra sería particularmente beneficioso. No solo podríamos realizar investigaciones, extraer recursos y cosechar los beneficios de las nuevas tecnologías, tener una base en la Luna facilitaría las misiones y los esfuerzos de colonización a otros planetas y lunas.
En pocas palabras, una colonia en la Luna podría actuar como un trampolín hacia Marte, Venus, el Cinturón de Asteroides y más allá. Al tener una infraestructura en la superficie de la Luna y en órbita, que podría reabastecer de combustible y reparar las naves espaciales que se adentran en el Sistema Solar, podríamos reducir miles de millones de los costos de las misiones en el espacio profundo.
Esta es una de las razones por las cuales la NASA planea establecer una estación espacial en la órbita de la Luna: la Plataforma Lunar Orbital-Gateway (LOP-G), alias. Lunar Gateway, anteriormente conocido como Deep Space Gateway. También es una de las razones por las cuales la ESA quiere construir su Moon Village con socios internacionales. China y Rusia también están contemplando su propia superficie o puestos avanzados orbitales por esta razón precisa.
La investigación lunar también sería muy lucrativa. Al estudiar los efectos de la baja gravedad en el cuerpo humano, los astronautas estarán mejor preparados para lidiar con los efectos de viajes espaciales de larga duración, misiones a Marte y otros cuerpos donde la baja g es una realidad. Estos estudios también podrían ayudar a allanar el camino hacia el establecimiento de colonias en estos cuerpos.
El otro lado de la Luna también presenta serias oportunidades para todo tipo de astronomía. Dado que se encuentra alejado de la Tierra, el lado lejano de la Luna está libre de interferencias de radio, por lo que es una ubicación privilegiada para los radiotelescopios. Como la Luna no tiene atmósfera, los conjuntos de telescopios ópticos, como el Very Large Telescope (VLT) de ESO en Chile, también estarían libres de interferencias.
Y luego tienes interferómetros, como LIGO y el Event Horizon Telescope (EHT) que podrían buscar ondas gravitacionales e imágenes de agujeros negros con mayor eficacia. También se podrían llevar a cabo estudios geológicos que revelarían mucho más sobre la Luna y la formación del sistema Tierra-Luna.
La abundancia de recursos en la Luna, como el helio-3 y varios metales preciosos y de tierras raras, también podría permitir una economía de exportación. Esto se vería ayudado por el hecho de que la Luna tiene una velocidad de escape mucho más baja que la Tierra: 2,38 km / s (1,5
Pero, por supuesto, ninguna economía lunar estaría completa sin el turismo lunar. Una colonia en la superficie, más una infraestructura en órbita, haría que las visitas regulares a la Luna fueran rentables e incluso rentables. No es difícil imaginar que esto podría conducir al establecimiento de todo tipo de actividades de ocio, desde resorts y casinos hasta museos y expediciones por la superficie.
Con el tipo correcto de compromiso en términos de recursos, dinero y trabajo, ¡sin mencionar algunas almas seriamente aventureras! - podría haber algo así como Selenians algún día (o como Heinlein los llamó, "Loonies").
Hemos escrito muchos artículos sobre colonización lunar aquí en la revista Space. Aquí está el plan de Paul Spudis para una base lunar sostenible y asequible, ¿por qué colonizar primero la luna ?, un tubo de lava estable podría proporcionar un hábitat humano potencial en la luna, y la ESA planea construir una aldea internacional ... ¡en la luna !.
Para obtener más información, consulte nuestra serie de cuatro partes, "Construir una base lunar":
- Construyendo una base lunar: Parte 1 - Desafíos y peligros
- Construyendo una base lunar: Parte 2 - Conceptos de hábitat
- Construyendo una base lunar: Parte 3 - Diseño estructural
- Building Moon Base: Part 4 - Infraestructura y transporte
Para tener una idea de cómo podría ser la vida y el trabajo en la Luna, echa un vistazo a ¿Qué es Moon Mining ?, y ¡Esto es importante! Los estudiantes están descubriendo cómo hacer cerveza en la luna.
Astronomy Cast también tiene algunos episodios encantadores sobre el tema. Aquí está el Episodio 115: La Luna, Parte 3: Regreso a la Luna.
Fuentes:
- NASA - Luna de la Tierra
- NASA - Luna a Marte
- NASA - ¿Qué es Artemisa?
- Wikipedia - Colonización de la luna
- ESA - Construyendo una base lunar con impresión 3D
- PSRD - Minería de la luna, Marte y asteroides
- PSRD - Cosmoquímica y exploración humana
- NASA - Estudio de síntesis de base lunar - Vol. Yo y vol. II
- LPI - Bases lunares y actividades espaciales del siglo XXI
- Astronomía - Aldea de la Luna: ¿El primer paso de la humanidad hacia una colonia lunar?
