Questo è ciò che uno studio ha recentemente pubblicato su arXiv il server di preprint spera di affrontare mentre un team di ricercatori della Baylor University esplorava gli scenari di gestione dell'acqua per una base lunare autosufficiente, inclusa la posizione appropriata della base e il modo in cui l'acqua verrebbe estratta e trattata per un consumo sicuro utilizzando personale appropriato.

Qui, Universe Today discute questa ricerca con il Dr. Jeffrey Lee, che è un assistente professore a contratto presso il Centro di ricerca di astrofisica, fisica spaziale e ingegneria presso la Baylor University e autore principale dello studio, per quanto riguarda la motivazione alla base dello studio, i risultati significativi , l’importanza di avere una base lunare autosufficiente e quali implicazioni questo studio potrebbe avere per le prossime missioni Artemis. Qual è quindi la motivazione dietro questo studio?

Il Dr. Lee dice a Universe Today:"Questo articolo è in realtà per me un diversivo eclettico dalla mia ricerca astrofisica sui buchi neri primordiali, dalla cosmologia primordiale dell'universo, dalla fisica della propulsione rivoluzionaria e dalla mia ricerca geofisica sugli impatti degli asteroidi. Se le missioni umane in tutto il sistema solare, in particolare su Marte, devono essere realizzati, quindi una struttura lunare permanente sembra essere un primo passo logico."

Per lo studio, i ricercatori hanno analizzato i requisiti di gestione dell'acqua per una base lunare autosufficiente da 100 persone misurata a 500 m x 100 x 6 m (1640 piedi x 328 piedi x 20 piedi), inclusa la posizione della base lunare vicino a depositi di ghiaccio d'acqua. , la tecnologia necessaria per convertire il ghiaccio d'acqua in vapore acqueo (poiché l'acqua liquida non può esistere sulla Luna) e la tecnologia necessaria per il trattamento e il recupero dell'acqua che comporterebbe un consumo sicuro per la base di 100 persone. Lo studio ha utilizzato le attuali stime sull'utilizzo dell'acqua per le famiglie americane, pari a circa 100 galloni al giorno (GPD) per persona, che includono pulire, cucinare, bere, lavare i servizi igienici e lavare i vestiti.

Inoltre, i ricercatori hanno esaminato la quantità di acqua necessaria per le esigenze agricole, tecniche e generali della base lunare. Per quanto riguarda la posizione della base lunare, i ricercatori hanno dedotto che la posizione migliore per la base sarebbe vicino o esattamente sulla cresta di Shackleton-de Gerlache, che si trova a 89,9°S 0,0°E, o quasi direttamente sulla base lunare. polo sud lunare. Il motivo per cui questa posizione è ideale per i depositi di ghiaccio d'acqua è perché il cratere Shackleton si trova all'interno di una regione permanentemente ombreggiata (PSR), il che significa che è avvolto nell'oscurità permanente a causa della piccola inclinazione assiale della luna, e il ghiaccio d'acqua si è potenzialmente accumulato nel corso di miliardi di anni. .

Alla fine, il team ha concluso che il fabbisogno idrico per la base lunare da 100 persone per esigenze umane, agricole e tecniche è di 12,3, 72 e 2 acri all’anno. Per contesto, un piede acro equivale a circa 326.000 galloni, quindi una base lunare da 100 persone avrebbe bisogno di più di 4.000.000 di galloni all'anno per i bisogni umani, più di 23.000.000 di galloni all'anno per esigenze agricole e 652.000 galloni all'anno per esigenze tecniche. esigenze. Quindi, sulla base di questi risultati, quali sono stati i risultati più significativi di questo studio e quali studi di follow-up sono attualmente in lavorazione o in programma?

Il Dr. Lee dice a Universe Today:"Ci sono buone prove che sulla Luna esiste acqua sufficiente per sostenere una colonia lunare permanente, e l'acquisizione, il trattamento e la distribuzione dell'acqua lunare possono essere ottenuti con la tecnologia attuale. Una struttura amministrativa appropriata sarà essere necessario supervisionare tutti gli aspetti dell’acqua lunare. La relativa scarsità e la gestione dell’acqua sulla Luna possono potenzialmente fornire informazioni per migliorare la gestione dell’acqua sulla Terra. Il prossimo studio per il mio gruppo sarà quello di indagare le modalità di gestione dell’acqua l'acqua lunare potrebbe aiutare a migliorare la gestione delle acque terrestri, tuttavia, la tempistica di questa ricerca deve ancora essere determinata."

Lo studio discute l'utilizzo delle risorse in situ (ISRU), che utilizza le risorse disponibili in loco sia per la sostenibilità che per la sopravvivenza. In questo caso, utilizzando depositi di ghiaccio d’acqua sulla Luna, e in particolare vicino al polo sud della Luna, per soddisfare il fabbisogno idrico di una base lunare autosufficiente da 100 persone. Il potenziale per la NASA di utilizzare l’ISRU ha guadagnato notevole popolarità negli ultimi anni poiché l’invio di acqua dalla Terra alla Luna potrebbe rivelarsi estremamente costoso. Ma a parte i rischi finanziari, se una missione di rifornimento viene ritardata o fallisce nel percorso verso la Luna, l’equipaggio potrebbe affrontare un pericolo significativo. Pertanto, imparare a “vivere della terra” per una base lunare potrebbe rivelarsi un’opzione praticabile a lungo termine per mitigare la necessità di missioni di rifornimento dalla Terra. Ma quale ulteriore importanza potrebbe fornire anche una base lunare autosufficiente?

Il Dr. Lee dice a Universe Today:"Nel corso degli anni, c'è stata un'ondata di eccitazione per la prospettiva di colonizzare Marte. In effetti, al momento, siamo plausibilmente in grado di organizzare un viaggio umano a breve termine verso il Pianeta Rosso in cui il gli astronauti raccoglierebbero campioni, condurrebbero esperimenti, pianterebbero bandiere e, quando si verificherà la prossima finestra di lancio, torneranno sulla Terra. Tuttavia, la colonizzazione permanente di Marte è molto più ambiziosa e impegnativa. Marte è molto più lontano della Luna e richiede nove mesi arrivare lì e un tempo di andata e ritorno di 21 mesi (è necessario un soggiorno di 3 mesi su Marte fino all'arrivo della prossima finestra di lancio)."

L'obiettivo della NASA è inviare esseri umani su Marte attraverso la Luna dell'agenzia su Mars Architecture, che è uno sforzo elaborato e durato anni per sviluppare le tecnologie necessarie sulla Luna da utilizzare durante una missione con equipaggio sul Pianeta Rosso. Ciò include scienza, infrastrutture, trasporti, abitazione e operazioni, solo per citarne alcuni. Tuttavia, come notato, mentre possiamo (possibilmente) inviare esseri umani sul Pianeta Rosso per soggiorni a breve termine con la nostra attuale tecnologia, una presenza umana a lungo termine su Marte richiederebbe molto più tempo e risorse.

Il Dr. Lee dice a Universe Today:"Oltre l'orbita terrestre bassa, la Luna è una logica prossima destinazione. La colonizzazione lunare è tecnologicamente realizzabile e, rispetto alla colonizzazione marziana, è molto più semplice. Essere in grado di stabilire una base lunare sembra un ovvio prerequisito. Inoltre, la Luna sarebbe un ottimo punto di partenza per un’ulteriore colonizzazione del sistema solare, inclusa potenzialmente l’eventuale creazione di piccole colonie all’interno degli asteroidi vicini alla Terra luogo ideale da cui potrebbe essere condotta l'intercettazione degli asteroidi diretti alla Terra."

Questo studio arriva mentre il programma Artemis della NASA prevede di far atterrare la prima donna e persona di colore sulla superficie lunare nei prossimi anni. Gli attuali siti di atterraggio delle missioni Artemis sono vicino al polo sud per accedere ai vicini depositi di ghiaccio d'acqua all'interno dei suddetti PSR e potrebbero essere ideali per sviluppare tecnologie ISRU che possano essere utilizzate anche nelle future missioni con equipaggio su Marte. Quali implicazioni potrebbe quindi avere questo studio per le prossime missioni Artemis?

"Le visite lunari a breve termine, come le missioni Artemis pianificate, non richiederebbero acqua lunare", dice il Dr. Lee a Universe Today. "In questi casi, una quantità sufficiente di acqua potrebbe essere portata dalla Terra. Tuttavia, se in futuro una colonia lunare dovesse diventare una priorità, le future missioni Artemis potrebbero servire a fornire preziose informazioni in situ sulla presenza e l'abbondanza di acqua lunare." acqua, in particolare al polo sud lunare e in prossimità del cratere Shackleton (un'area ideale per una base lunare)."