Bem-vindo de volta à nossa série Colonizando o Sistema Solar! Hoje, vamos dar uma olhada no mais próximo dos vizinhos celestes da Terra. É isso mesmo, estamos dando uma olhada na lua!
As chances são de que todos já ouvimos falar disso mais de uma vez na vida e até pensamos sobre o assunto. Mas para agências espaciais em todo o mundo, futuristas e empresas aeroespaciais privadas, a idéia de colonizar a Lua não é uma questão de "se", mas "quando" e "como". Para alguns, estabelecer uma presença humana permanente na Lua é uma questão de destino, enquanto para outros é uma questão de sobrevivência.
Não surpreende que os planos para estabelecer um assentamento humano sejam anteriores à aterrissagem na Lua e à corrida espacial. Nas últimas décadas, muitos desses planos foram espanados e atualizados graças aos planos para uma era renovada da exploração lunar. Então, o que seria necessário para estabelecer uma presença humana permanente na Lua, quando isso poderia acontecer? Estamos prontos para esse desafio?
Mesmo antes de propostas para colônias lunares, a idéia de humanidade vivendo na Lua era explorada extensivamente na ficção, com exemplos que remontam a mais de um século. Além disso, havia especulações consideráveis, no início do século XX, de que a Lua já poderia ser habitada por formas de vida indígenas (muito parecido com o que se acreditava sobre Marte).
Exemplos em ficção:
Entre as décadas de 1940 e 1960, o autor de ficção científica Robert A. Heinlein escreveu extensivamente sobre as primeiras viagens e eventual colonização da Lua. Isso incluiu vários contos da década de 1940 que descrevem como seria a vida em assentamentos em “Luna” (o nome comumente usado por Heinlein para descrever uma lua colonizada).
Em 1966, Heinlein lançou o romance vencedor do Prêmio Hugo, A lua é uma amante dura, que conta a história dos descendentes de uma colônia penal lunar que luta pela independência da Terra. Essa história recebeu grandes elogios pela maneira como combinou comentários políticos com questões como exploração espacial, sustentabilidade e inteligência artificial. Foi também neste trabalho que Heinlein cunhou o termo "TANSTAAFL" - um acrônimo para "Não existe nada como almoço grátis".
Em 1985, Heinlein lançou O gato que anda pelas paredes, onde grande parte do livro se passa em uma Luna Livre, depois que venceu sua luta pela independência e inclui personagens de alguns de seus trabalhos anteriores.
A colonização lunar também foi explorada na ficção pelo grande e tardio Arthur C. Clarke. Isso incluiu a história curta Earthlight (1955), onde um assentamento na Lua se vê preso no meio de uma guerra entre a Terra e uma aliança entre Marte e Vênus. Isto foi seguido por Uma Queda de Moondust (1961), que apresenta um navio lunar cheio de turistas afundando no mar de Moondust.
Em 1968, Clarke colaborou com o diretor Stanley Kubrick para criar o filme de ficção científica 2001: Uma Odisséia no Espaço, onde parte do enredo ocorre em uma colônia lunar americana que fica em quarentena depois que um objeto de origem alienígena é encontrado nas proximidades. Clarke elaborou isso na nova versão lançada no mesmo ano. Uma colônia lunar também é mencionada no romance vencedor de Nebula e Hugo Award de Clarke Encontro com Rama (1973).
A grande companheira de ficção científica Ursula K. Le Guin também inclui uma colônia lunar em seu romance de 1971 O Torno do Céu, que ganhou o Locus Award de melhor romance em 1972 e foi adaptado para o cinema duas vezes (1980 e 2002). Em uma realidade alternativa, as bases lunares são estabelecidas em 2002 e depois atacadas por uma espécie alienígena hostil de Aldebaran (que em outra realidade é benigna).
Em 1973, o falecido e grande Isaac Asimov lançou o romance Os próprios deuses, onde a terceira seção ocorre em um assentamento lunar no início do século 22.Os Lunáticos (1988) por Kim Stanley Robinson (autor do Marte vermelho trilogia, 2312 e aurora), um grupo de mineiros escravizados forçados a trabalhar sob a superfície lunar lança uma rebelião.
O conto de 1995 "Byrd Land Six", de Alastair Reynolds, faz menção a uma colônia lunar com uma economia centrada na mineração de hélio-3. Em 1998, Ben Bova lançou Moonrise e Moonwar, dois romances centrados em uma base lunar estabelecida por uma corporação americana e que eventualmente se rebela contra a Terra. Eles fazem parte de sua série "Grand Tour", que trata coletivamente da colonização do sistema solar.
Em 2017, Andy Weir (autor de O marciano) liberado Artemis, um romance ambientado em uma cidade lunar cuja economia é construída em torno do turismo lunar. Uma atenção considerável é dada aos detalhes da vida cotidiana na Lua, que incluem descrições de uma usina nuclear, uma fundição de alumínio e uma instalação de produção de oxigênio.
Propostas:
O exemplo mais antigo registrado de seres humanos que vivem na Lua foi feito no século XVII pelo bispo John Wilkins. No dele Um discurso sobre um novo mundo e outro planeta (1638), ele previu que os humanos um dia aprenderiam a dominar o vôo e estabelecer uma colônia lunar. No entanto, propostas detalhadas e cientificamente fundamentadas não chegariam até o século XX.
Em 1901, H.G. Wells escreveu Os Primeiros Homens na Lua, que conta a história de habitantes lunares nativos (selenitas) e inclui elementos da ciência real. Em 1920, Konstantin Tsiolkovsky (aclamado por muitos como o "pai da astronáutica e do foguete") escreveu o romance Fora da Terra. Este romance conta a história de humanos colonizando o Sistema Solar e descreve em detalhes como seria a vida no espaço.
Com o início da corrida espacial na década de 1950, vários conceitos e projetos foram sugeridos por cientistas, engenheiros e arquitetos. Em 1954, Arthur C. Clarke propôs a criação de uma base lunar composta por módulos infláveis cobertos de poeira lunar para isolamento. As comunicações seriam mantidas com os astronautas em campo usando um mastro de rádio inflável.
Com o tempo, seria construída uma cúpula maior e permanente, baseada em um purificador de ar baseado em algas, um reator nuclear de energia e canhões eletromagnéticos para lançar carga e combustível para as embarcações no espaço. Clarke exploraria ainda mais essa proposta com seu conto de 1955 Earthlight.
Em 1959, o Exército dos EUA lançou um estudo
Em 1959, John S. Rinehart - então diretor do Laboratório de Pesquisa em Mineração da Escola de Minas do Colorado - sugeriu uma estrutura lunar que poderia "[flutuar] em um oceano estacionário de poeira". Isso foi em resposta à teoria popular de que havia oceanos de regolito que estavam a 1,5 km (uma milha) de profundidade na Lua.
Esse conceito foi descrito no estudo de Rinehart, "Critérios básicos para a construção da lua", no Jornal da Sociedade Interplanetária Britânica, onde ele descreveu uma "base flutuante" que consiste em um meio cilindro com meias cúpulas nas duas extremidades e um escudo micrometeoróide colocado acima.
Em 1961, no mesmo ano em que o presidente Kennedy anunciou o Programa Apollo, a Força Aérea dos EUA divulgou um relatório secreto com base na avaliação anterior de uma base militar lunar feita pelo Exército dos EUA. Conhecido como o Projeto Lunex, o plano pedia um pouso lunar da tripulação que eventualmente levaria a uma base subterrânea da Força Aérea na Lua em 1968.
Em 1962, John DeNike (gerente de programas dos programas avançados da NASA) e Stanley Zahn (diretor técnico de estudos da base lunar na divisão espacial da Martin Company) publicaram um estudo intitulado "Base lunar". Seu conceito pedia uma base de superfície localizada no Mar da Tranquilidade, o futuro local de aterrissagem do Apollo 11 missão.
Como a proposta de Clarke, essa base dependeria de reatores nucleares para energia e um sistema de filtragem de ar baseado em algas. A base seria composta por 30 módulos de habitat divididos em sete áreas de estar, oito áreas de operações e 15 áreas de logística. a base geral mediria 1300 m² (14.000 pés²) de tamanho que poderia acomodar 21 membros da tripulação.
Durante a década de 1960, a NASA produziu vários estudos que defendiam a criação de habitats inspirados na arquitetura de missão do Programa Apollo (em particular, o Saturno V foguetes e seus derivados). Esses planos previam a colocação de módulos de estações espaciais na superfície lunar e o uso de projetos e tecnologias existentes para reduzir custos e garantir confiabilidade.
Em 1963, durante o 13º Anais do Colóquio de Exploração Lunar e Planetária, William Sims produziu um estudo intitulado "Arquitetura da Base Lunar". Seu projeto pedia que um habitat fosse construído embaixo da parede de uma cratera de impacto com um campo de pouso próximo para naves espaciais. O habitat teria três andares de altura com o
Essas janelas também permitiriam a entrada de luz no habitat e seriam isoladas com tanques de água para proteção contra radiação. A energia seria fornecida pelos reatores nucleares, enquanto seções do habitat seriam dedicadas a fornecer escritórios, oficinas, laboratórios, áreas de estar e uma fazenda para produzir o máximo possível de alimentos da tripulação.
Mas talvez o design mais influente da era Apollo tenha sido o "Estudo da síntese da base lunar" em dois volumes, concluído em 1971 pela empresa aeroespacial North American Rockwell. O estudo produziu um projeto conceitual para uma série de bases lunares de superfície (LSB) que foram derivadas de um estudo relacionado para uma estação lunar em órbita.
Nos últimos anos, várias agências espaciais elaboraram propostas para a construção de colônias na Lua. Em 2006, o Japão anunciou planos para uma base lunar até 2030. A Rússia fez uma proposta semelhante em 2007, que seria construída entre 2027-32. Em 2007, Jim Burke, da Universidade Espacial Internacional da França, propôs a criação da Arca Lunar de Noé para garantir que a civilização humana sobrevivesse a um evento cataclísmico.
Em agosto de 2014, representantes da NASA se reuniram com líderes do setor para discutir maneiras econômicas de construir uma base lunar nas regiões polares até 2022. Em 2015, a NASA esboçou um conceito de assentamento lunar que contaria com trabalhadores robóticos (conhecido como Trans -Formuladores) e heliostáticos para criar um assentamento lunar ao redor da região polar sul da Lua.
Em 2016, o chefe da ESA, Johann-Dietrich Wörner, propôs a criação de uma vila internacional na Lua como sucessora da estação espacial internacional. A criação desta vila contaria com as mesmas parcerias interinstitucionais da ISS, bem como parcerias entre governos e interesses privados.
Desafios:
Escusado será dizer que a criação de uma colônia lunar seria um enorme compromisso em termos de tempo, recursos e energia. Embora o desenvolvimento de foguetes reutilizáveis e outras medidas reduzam os custos de lançamentos individuais, o envio de cargas para a Lua ainda é um empreendimento muito caro - especialmente onde seriam necessários vários lançamentos pesados.
Há também a questão dos muitos riscos naturais que surgem da vida em um corpo como a Lua. Isso inclui temperaturas extremas, onde o lado voltado para o Sol experimenta elevações de 117 ° C (242 ° F), enquanto o lado escuro experimenta mínimos de -43 ° C (-46 ° F). A maior parte da superfície lunar também é exposta a impactos de meteoroides e micrometeoroides.
A Lua também tem uma atmosfera tênue, é praticamente vácuo. Isso é parte da razão pela qual a Lua passa por tais extremos de temperatura e por que a superfície é marcada por impactos (ou seja, não há atmosfera para a queima de meteoros). Isso também significa que quaisquer assentamentos deverão ser herméticos, pressurizados e isolados contra o ambiente externo.
A falta de uma atmosfera (assim como uma magnetosfera) também significa que a superfície está exposta a muito mais radiação do que o que estamos acostumados aqui na Terra. Isso inclui radiação solar, que fica muito pior durante um evento solar, e raios cósmicos.
Métodos possíveis:
Desde o início da Era Espacial, várias propostas foram feitas sobre como e onde uma colônia lunar poderia ser construída. O local é de particular importância, já que qualquer acordo terá que fornecer um grau de proteção contra os elementos. Como diz o ditado, as três considerações mais importantes no setor imobiliário são: "localização, localização e localização".
Por esse motivo, várias propostas foram feitas ao longo dos anos para construir habitats lunares em locais que permitissem proteção e / ou contenção natural. Atualmente, a mais popular delas é a Bacia do Pólo Sul Aitken, uma região de impacto maciço ao redor da região polar sul da Lua, que é fortemente craterada.
Um dos principais atrativos desta região é o fato de estar permanentemente sombreado, o que significa que experimenta temperaturas muito mais estáveis. Além disso, várias missões confirmaram a presença de gelo de água na região, que poderia ser colhida para produzir tudo, desde hidrogênio (ou
Além disso, qualquer tentativa de colonizar a Lua precisará alavancar tecnologias como manufatura aditiva (também conhecida como impressão 3D), trabalhadores de robôs e telepresença. A base (ou bases) também precisará ser fabricada e suprida, tanto quanto possível, usando recursos locais, um método conhecido como utilização de recursos in situ (ISRU).
A NASA e a ESA exploram o conceito há muitos anos e ambos produziram seus próprios métodos para transformar o regolito lunar e outros recursos em materiais utilizáveis. Por exemplo, desde 2013, a ESA trabalha com a empresa de design de arquitetura Foster + Partners para projetar sua International Moon Village.
O método proposto para a construção dessa base consiste em colocar estruturas infláveis na superfície, que seriam então cobertas com uma forma de concreto feito de regolito lunar, óxido de magnésio e um sal de ligação. A NASA propôs um método semelhante que exige trabalhadores robóticos usando regolitos “sinterizados” para bases de impressão 3D. Isso consiste em derreter o regolito, bombardeando-o com microondas e imprimindo-o como uma cerâmica derretida.
Outras idéias envolvem a construção de habitats no solo e o nível superior que fornece acesso à superfície e permite a entrada de luz natural. Existe até a proposta de construção de assentamentos lunares dentro de tubos de lava estáveis, o que não seria
Existe até a proposta de uma base lunar solenóide que forneceria sua própria proteção contra radiação. Este conceito foi apresentado pelo engenheiro civil Marco Peroni no Fórum e Exposição AIAA de Espaço e Astronáutica de 2017 e consiste em cúpulas transparentes fechadas por um toro de cabos de alta tensão. Esse toro forneceria proteção magnética ativa contra a radiação e permitiria que assentamentos fossem construídos em qualquer lugar da superfície.
A abundância de gelo nas regiões polares fornecerá aos colonos uma fonte constante de água para beber, irrigação e pode até ser processada para produzir combustível e oxigênio respirável. Será necessário um regime rigoroso de reciclagem para garantir que os resíduos sejam mantidos no mínimo
Esses banheiros de compostagem poderiam ser combinados com o regolito lunar para criar solo crescente, que poderia ser irrigado com água colhida localmente. Isso seria essencial, visto que os colonos lunares precisariam cultivar grande parte de seus próprios alimentos para reduzir o número de remessas que precisariam ser enviadas da Terra regularmente.
A água lunar também pode ser usada como fonte de energia se as colônias estiverem equipadas com baterias de eletrólise (onde as moléculas de água são divididas em hidrogênio e oxigênio e o hidrogênio é queimado). Outras fontes de energia podem incluir matrizes solares, que podem ser construídas em torno das bordas das crateras e canalizar energia para os assentamentos dentro delas.
A energia solar espacial também seria capaz de fornecer energia abundante aos assentamentos em toda a paisagem lunar. Os reatores nucleares são outra opção, assim como os reatores de fusão (tokamak). Esta última opção é especialmente atraente, pois o Hélio-3 (fonte de energia para reatores de fusão) é mais abundante na superfície lunar do que na Terra.
Benefícios potenciais:
Para ser justo, o estabelecimento de uma colônia em qualquer um dos corpos celestes em nosso Sistema Solar traz alguns sérios benefícios potenciais. Mas ter uma colônia no corpo celeste mais próximo da Terra seria particularmente benéfico. Não apenas seríamos capazes de realizar pesquisas, extrair recursos e colher os benefícios das novas tecnologias, ter uma base na Lua facilitaria missões e esforços de colonização para outros planetas e luas.
Simplificando, uma colônia na Lua poderia atuar como trampolim para Marte, Vênus, o Cinturão de Asteróides e além. Por ter infra-estrutura na superfície da Lua e em órbita - que poderia reabastecer e reparar naves espaciais que se dirigiam para o Sistema Solar -, poderíamos economizar bilhões de dólares em custos de missões no espaço profundo.
Essa é uma das razões pelas quais a NASA planeja estabelecer uma estação espacial em órbita da Lua - o Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G), também conhecido como. o Lunar Gateway, anteriormente conhecido como Deep Space Gateway. É também uma das razões pelas quais a ESA quer construir sua Moon Village com parceiros internacionais. China e Rússia também estão contemplando seus próprios postos de superfície ou orbitais por esse motivo preciso.
A pesquisa lunar também seria altamente lucrativa. Ao estudar os efeitos da baixa gravidade no corpo humano, os astronautas estarão melhor preparados para lidar com os efeitos de viagens espaciais de longa duração, missões a Marte e outros corpos onde o baixo g é uma realidade. Esses estudos também podem ajudar a pavimentar o caminho para o estabelecimento de colônias nesses corpos.
O outro lado da Lua também apresenta sérias oportunidades para todos os tipos de astronomia. Como está voltado para longe da Terra, o lado oposto da Lua está livre de interferências de rádio, tornando-o um local privilegiado para radiotelescópios. Como a Lua não tem atmosfera, os arranjos de telescópios ópticos - como o Very Large Telescope (VLT) do ESO no Chile - também estariam livres de interferências.
E então você tem interferômetros - como o LIGO e o Event Horizon Telescope (EHT), capazes de procurar ondas gravitacionais e imaginar buracos negros com maior eficácia. Também poderiam ser realizados estudos geológicos que revelariam muito mais sobre a Lua e a formação do sistema Terra-Lua.
A abundância de recursos na Lua, como o hélio-3 e vários metais preciosos e de terras raras, também poderia permitir uma economia de exportação. Isso seria auxiliado pelo fato de a Lua ter uma velocidade de escape muito menor que a da Terra - 2,38 km / s (1,5
Mas é claro que nenhuma economia lunar estaria completa sem o turismo lunar. Uma colônia na superfície, além da infraestrutura em órbita, faria visitas regulares à Lua com boa relação custo-benefício e até lucrativas. Não é difícil imaginar que isso possa levar ao estabelecimento de todos os tipos de atividades de lazer - desde resorts e cassinos a museus e expedições por toda a superfície.
Com o tipo certo de compromisso em termos de recursos, dinheiro e trabalho - para não mencionar algumas almas seriamente aventureiras! - poderia haver algo como os selenianos algum dia (ou como Heinlein os chamava de "Loonies").
Escrevemos muitos artigos sobre colonização lunar aqui na Space Magazine. Aqui está o plano de Paul Spudis para uma base lunar sustentável e acessível, por que colonizar a lua primeiro ?, o tubo de lava estável poderia fornecer um habitat humano potencial na lua e o planejamento da ESA para construir uma vila internacional ... na lua !.
Para mais informações, confira nossa série de quatro partes, "Construindo uma base lunar":
- Construindo uma base lunar: Parte 1 - Desafios e perigos
- Construindo uma base lunar: Parte 2 - Conceitos de habitat
- Construindo uma Base Lunar: Parte 3 - Projeto Estrutural
- Construindo a Base da Lua: Parte 4 - Infraestrutura e Transporte
Para ter uma idéia de como seria a vida e o trabalho na Lua, confira O que é a mineração da lua? E isso é importante! Os alunos estão descobrindo como fazer cerveja na lua.
Astronomy Cast também tem alguns episódios adoráveis sobre o assunto. Aqui está o episódio 115: A Lua, Parte 3: Retorno à Lua.
Fontes:
- NASA - Lua da Terra
- NASA - Lua em Marte
- NASA - O que é Artemis?
- Wikipedia - Colonização da Lua
- ESA - Construindo uma base lunar com impressão 3D
- PSRD - Mineração da Lua, Marte e Asteróides
- PSRD - Cosmoquímica e Exploração Humana
- NASA - Estudo de síntese da base lunar - vol. Eu e vol. II
- LPI - Bases Lunares e Atividades Espaciais do Século XXI
- Astronomia - Moon Village: o primeiro passo da humanidade em direção a uma colônia lunar?
