Mezzo secolo dopo che gli umani hanno camminato per la prima volta sulla luna, un certo numero di compagnie private e nazioni stanno progettando di costruire basi permanenti sulla superficie lunare. Nonostante il progresso tecnologico dall'era Apollo, questo sarà estremamente impegnativo. Quindi come dovresti iniziare?

Le condizioni sulla superficie lunare sono estreme. La luna ha un periodo di rotazione di 28 giorni, risultando in due settimane di luce solare continua seguite da due settimane di oscurità alla maggior parte delle latitudini. Poiché la luna non ha un'atmosfera significativa per distribuire il calore del sole, le temperature durante il giorno possono raggiungere i 130°C. Nel frattempo, le temperature notturne più fredde sono state registrate come -247°C.

La mancanza di un'atmosfera protettiva significa anche che c'è poca protezione contro le radiazioni cosmiche dannose. Ciò significa che gli abitanti della luna dovrebbero costruire edifici con pareti sufficientemente spesse per bloccare l'ingresso delle radiazioni e utilizzare ingombranti tute spaziali quando lasciano la struttura. Le pareti devono anche essere sufficientemente resistenti per resistere alle differenze di pressione tra l'esterno e l'interno e per far fronte all'impatto delle micrometeoriti, piccoli granelli di roccia e polvere che si schiantano sulla superficie ad alta velocità.

Queste considerazioni significano che, quando espandiamo le prime basi e iniziamo effettivamente a costruire strutture sulla luna, cemento lunare, che è una miscela di zolfo e aggregato (grani o roccia frantumata:il calcestruzzo normale è aggregato, cemento e acqua) sarebbe una buona opzione. Questo perché non è poroso, forte e non necessita di acqua, che scarseggia sulla luna.

Un altro problema è la bassa gravità sulla luna, solo un sesto di quella sulla Terra. Col tempo, questo può causare problemi come perdita muscolare e ossea. Qualsiasi insediamento lunare permanente deve ridurre al minimo questi rischi, ad esempio rendendo l'esercizio un requisito.

Sebbene poche agenzie spaziali abbiano ancora rilasciato dettagli sui loro piani, possiamo probabilmente supporre che le prime basi sulla luna dovranno essere pre-costruite e trasportate sulla luna dalla Terra, quindi possono essere utilizzati subito.

Qualsiasi base di questo tipo deve mantenere in modo affidabile l'aria respirabile, il che significa che l'ossigeno deve essere fornito e l'anidride carbonica deve essere rimossa. La Stazione Spaziale Internazionale (ISS) utilizza l'elettrolisi per scomporre l'acqua in ossigeno e idrogeno e scarica l'anidride carbonica nello spazio.

Fonti di alimentazione

Un ingrediente essenziale per qualsiasi base è un alimentatore. L'ISS in genere supporta sei astronauti quando è completamente equipaggiato e richiede da 75kW a 90kW di potenza per tutto, dal supporto vitale e l'alimentazione di apparecchiature scientifiche al riciclaggio dell'acqua. A seconda del numero di coloni lunari e dei compiti che svolgono, questo fabbisogno di potenza potrebbe essere considerato un minimo assoluto.

Un'opzione sarebbe quella di utilizzare i pannelli solari. Ma se la base si trova nelle regioni equatoriali, quindi i pannelli solari produrranno energia solo per 14 giorni consecutivi, seguite da due settimane di buio. I coloni dovrebbero quindi immagazzinare energia in batterie e usarla durante il periodo buio. Se la base fosse posta al polo nord o sud, però, i pannelli solari riceverebbero luce solare costante.

I reattori nucleari sono un'alternativa più affidabile all'energia solare. Negli ultimi anni c'è stato molto interesse per i reattori a fissione miniaturizzati. Il problema è che anche i piccoli reattori possono pesare diverse tonnellate, il che è un problema dato che avrebbero bisogno di essere trasportati dalla Terra. C'è anche il rischio che abbiamo fatto finire per spargere materiale nucleare in un luogo attualmente incontaminato.

Un'altra possibilità sono i generatori termici di radioisotopi. Questi producono energia generando una corrente elettrica dalla differenza di temperatura tra un materiale radioattivo e un ambiente esterno più freddo. Sulla terra, questi non sono molto efficaci in quanto la temperatura ambiente è abbastanza calda, ma nelle zone d'ombra della luna fa molto freddo. Questi dispositivi sono stati spesso utilizzati come fonte di alimentazione per le sonde dello spazio profondo, che si allontanano troppo dal sole per sfruttare l'energia solare. Ma per la colonizzazione lunare, sarebbe necessario un numero molto elevato in quanto non sono molto efficienti nel convertire il calore in elettricità.

Ogni potenziale fonte di alimentazione ha i suoi vantaggi e svantaggi, ma i pannelli solari sono l'opzione migliore se puoi posizionarli nella posizione giusta.

Cibo e acqua

Chiaramente, gli abitanti di una base lunare dovrebbero sopravvivere con una dieta prevalentemente a base vegetale. La carne e altri alimenti dovrebbero essere forniti da navi di rifornimento, poiché l'agricoltura richiede una grande infrastruttura per essere pratica. È, però, teoricamente possibile coltivare piante nel suolo lunare:i modelli informatici mostrano che il pomodoro e il grano potrebbero germogliare.

Le piante richiederanno notevoli quantità di spazio per essere in grado di fornire cibo a sufficienza:la base deve essere abbastanza grande da ospitare questo. Mentre molti nutrienti per le colture sono disponibili nel suolo lunare, l'assenza di azoto, che è essenziale per la crescita delle piante, rimane una sfida significativa. Ci sono anche alti livelli di metalli come alluminio e cromo, che può essere tossico per le piante.

Possiamo rimuovere alcuni di questi problemi utilizzando una tecnica nota come idroponica:coltivare piante in acqua anziché nel terreno, con luci a LED che forniscono luce solare artificiale. Per esempio, questo può essere eseguito in una stanza interna senza finestre.

Uno svantaggio dell'idroponica è la quantità di acqua richiesta. L'acqua può essere facilmente riciclata utilizzando le tecniche attuali dal deflusso del lavandino e della doccia, sudore e urina, anche se inevitabilmente alcuni andranno persi e dovranno essere rabboccati. Fortunatamente è possibile estrarre modeste quantità di ghiaccio d'acqua dalla luna, specialmente ai poli.

L'ultima considerazione importante per qualsiasi futura colonia lunare è la salute e la sicurezza. I potenziali rischi dell'esplorazione sono ben documentati. Abbiamo difficoltà a recuperare persone malate in luoghi inaccessibili come l'Antartico, dove il supporto medico è limitato nei mesi estivi e praticamente inesistente nei mesi invernali. Ciò suggerisce che una base lunare dovrebbe essere autosufficiente dal punto di vista medico, richiedendo più peso da inviare sulla luna sotto forma di attrezzature mediche e personale qualificato.

Alla fine abbiamo la tecnologia per rendere praticabile una base lunare, ma nessuna quantità di innovazione può annullare completamente i rischi coinvolti. Se tale base andrà avanti o meno dipenderà da questo calcolo forse più che da ogni altro. La domanda è se noi come società abbiamo lo stomaco per l'insediamento lunare, così come la lattuga lunare, o no.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.