Vivere e lavorare nello spazio per lunghi periodi di tempo presenta una serie di sfide. Questi includono le radiazioni, poiché i luoghi oltre la magnetosfera protettiva della Terra sono esposti a livelli maggiori di raggi solari e cosmici. C'è anche bisogno di autosufficienza poiché le basi lunari o marziane sono troppo lontane per fare affidamento su missioni di rifornimento regolari come la Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Infine, c'è la questione della bassa gravità, che è particolarmente urgente per le missioni a lungo termine e gli habitat oltre la Terra. Se il futuro dell'umanità risiede davvero nello spazio, dobbiamo escogitare soluzioni a questo problema in anticipo.

Un'idea popolare è quella di creare habitat rotanti nello spazio che simulano la gravità artificiale, come la Pinwheel Station o l'O'Neill Cylinder. Un'altra proposta di un team di ricercatori giapponesi richiede qualcosa di più audace:un habitat rotante sulla luna. Il 5 luglio, i rappresentanti dell'Università di Kyoto e della Kajima Corporation (una delle più antiche e grandi società di costruzioni del Giappone) hanno annunciato che avrebbero collaborato per condurre uno studio su questo concetto e su come potrebbe realizzare i piani dell'umanità per vivere sulla luna e Marte una realtà.

Lo studio è uno sforzo di collaborazione tra l'Università di Kyoto e la Kajima Corporation (una delle più antiche e grandi società di costruzioni del Giappone). L'annuncio è stato dato durante una conferenza stampa coperta da Kansai TV NEWS e condivisa tramite il loro canale YouTube. Qui, il professor Yosuke Yamashiki dell'Università di Kyoto e Takuya Ohno, il capo del dipartimento di progettazione architettonica presso la filiale di Kansai di Kajima Construction, hanno condiviso un video della loro proposta "struttura a gravità artificiale" per vivere sulla luna e su Marte.

Gli effetti della microgravità sulla fisiologia umana sono ben documentati. Grazie a molti esperimenti che coinvolgono soggiorni a lungo termine a bordo della ISS, che include il famoso Twin Study della NASA, è stabilito che gli astronauti sperimenteranno una perdita di massa muscolare e densità ossea. Ricerche recenti hanno anche dimostrato che la perdita di forza ossea è qualcosa da cui gli astronauti non si riprendono mai completamente. Altri effetti noti includono cambiamenti nella salute cardiovascolare, nella funzione degli organi, nella vista, negli effetti psicologici e nell'espressione genica.

Sfortunatamente, al momento non ci sono ricerche sugli effetti della microgravità (o della bassa gravità) sulla riproduzione e sullo sviluppo precoce del bambino. Questo deve essere affrontato se gli astronauti e la gente normale sperano di vivere sulla luna, dove la gravità superficiale è del 16,5% (0,165 g) quella della Terra. Su Marte, dove la gravità superficiale è circa il 38% (0,385 g) di quella terrestre, la situazione è leggermente migliore, ma non è affatto l'ideale. Un suggerimento comune è che le strutture che ruotano per creare una forza centripeta simulino la gravità terrestre:9,8 m/s ² o 1 g.

Questa è l'idea alla base della struttura nota come Lunagrass, che consentirebbe agli equipaggi degli astronauti di vivere e lavorare nella gravità terrestre simulata. Come ha spiegato il professor Yamashiki:

"Marte e la luna sono molto più piccoli (gravità superficiale) della Terra. Mi chiedo se gli esseri umani alla fine vivranno in questi luoghi... Non è noto se i mammiferi possano riprodursi e crescere normalmente in uno spazio a bassa gravità come la luna. Tuttavia, la gravità all'interno di 'Lunagrass' è la stessa di quella terrestre, ed è possibile partorire e, se vivi qui, puoi mantenere un corpo che può tornare sulla Terra in qualsiasi momento."

Come mostra il video, il concetto è simile a un cilindro O'Neill, tranne per il fatto che si trova e ruota su un lato ed è rastremato verso il basso (creando una forma a imbuto). L'"imbuto" è sostenuto da una grande struttura a traliccio che si estende alla base per distribuire il peso della struttura su una superficie più ampia. Attorno alla struttura di base si snoda un binario che mostra un treno ad alta velocità responsabile del trasporto dall'imbuto alla superficie lunare o tra punti interni.

All'interno dell'imbuto, vediamo specchi d'acqua, masse continentali con vegetazione e alberi, quelle che sembrano strutture galleggianti (i quadrati marroni) e una rete di trasporti che consente alle persone di spostarsi. Le persone simulate nel video sono mostrate camminare lungo i "muri" come se non fosse diverso dal camminare sulla superficie terrestre (ci sono anche motoscafi che guidano sull'acqua). Alla base dell'imbuto, che è meno soggetto a centripeti forza, c'è uno specchio d'acqua fermo con più barche in giro.

Altre idee affrontate nella presentazione includono un trasporto Terra-Luna (e anche interstellare) che farebbe affidamento sugli stessi principi per simulare la gravità artificiale nello spazio. Questi sono conosciuti rispettivamente come "Luna Beagle" e "Space Express". L'animazione mostra come sarebbe il primo, un vaso di forma esagonale con moduli che si estendono da un raggio centrale che ruota per fornire gravità artificiale a tutti coloro che si trovano all'interno.

Il professor Yamashiki ha detto:"Inoltre, è iniziata la ricerca sui metodi di trasporto che utilizzano la 'gravità artificiale'. L'idea è quella di creare un Luna Beagle che corre sulla luna e uno Space Express che si muove tra le stelle... Sto cercando di garantire la stessa gravità (1G) come la Terra in movimento. [Space Express] ha bisogno di molta accelerazione e penso che sia meglio trainarlo con un razzo."

Tuttavia, ci sono ovvi problemi di costi e le inevitabili sfide ingegneristiche legate alla costruzione di questo tipo di struttura sulla luna. Ad esempio, durante la presentazione, il tema dell'utilizzo delle risorse in situ (ISRU) e il modo in cui sarebbe stata costruita questa struttura non è emerso. Sarebbe stato assemblato sulla Terra o nello spazio, quindi inviato sulla luna o assemblato in loco utilizzando la regolite e altre risorse lunari? Il lavoro sarebbe gestito da robot autonomi, equipaggi umani che azionano a distanza macchinari in superficie o una combinazione di questi?

Come ha ammesso Ohno, il concetto di Lunagrass è "una storia da sogno" a questo punto e non una vera e propria architettura di missione. Ma, ha aggiunto, è un'idea seria e che potrebbe benissimo essere fattibile nel prossimo futuro. Mentre l'umanità intraprende una rinnovata era di esplorazione spaziale che include piani per habitat permanenti sulla luna e su Marte, idee di "storia dei sogni" come questa giocano un ruolo importante.

"Certo, non è affatto tecnico, ma è molto importante trovare idee in questa fase", ha detto. "Se possibile, voglio andare sulla luna. Più specificamente, voglio andare su Marte. Voglio realizzare il concetto sulla luna in qualche modo nel 2050". + Esplora ulteriormente

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