Hvordan vi kan gjøre kratre om til kolonier som kan huse menneskelig liv?
Månen er vår nærmeste nabo, men bare 12 personer har satt sine føtter på overflaten. Siden 1972 har de eneste besøkende vært roboter, banefartøy og sonder. Det var i lang tid liten interesse for å dra tilbake, men med bare tre reisedager fra Jorda er Månen et åpenbart mål for videre utforskning. Nå som flere land har etablert sine egne romfartsprogram og et stigende antall private selskaper også involverer seg, har interessen for Månen vokst igjen.
Miljøet på Månens overflate er farlig, men hvis vi kan finne en måte å konstruere en base på, vil vi få tilgang til et vell av utenomjordiske ressurser.
Månen er en førsteklasses beliggenhet for teleskoper og kommunikasjonsutstyr, og dets unike miljø holder på ledetråder om solsystemets historie. Månens potensial er kjent for organisasjoner over hele verden, og det er nå flere oppdrag under utvikling for å utforske dette nærmere. For øyeblikket er disse konsentrert om å finne ut mer om Månens potensial, men i løpet av de neste tiårene vil bemannede romferder og konstruksjonen av månebaser være på agendaen.
Russlands Roskosmos planlegger en serie med Luna-Glob-ferder som et utgangspunkt for å etablere en robotbase, og i samarbeid med Den europeiske romfartsorganisasjonen håper de å lande på Månens sørpol i 2019 og 2020. Kinas nasjonale romadministrasjon holder på å utvikle en serie av Chang’e-sonder som skal samle måneprøver som forberedelse til framtidige graveoppdrag. De bygger et romskip som skal kunne ta med astronauter til Månen. Og det er ikke alt, for i 2007 lanserte Google sitt Lunar XPRIZE-prosjekt som oppmuntrer private selskaper til å lande rovere på måneoverflaten innen 2017. Selv NASA, som har valgt å satse på bemannede ferder til asteroider og til Mars, holder på å utvikle en sonde som skal kartlegge vannbeholdningen på Månens sørpol.
For øyeblikket tar vi våre første forsiktige skritt i vår videre utforskning av Månen.
Men i framtiden vil en science fiction-aktig base på måneoverflaten kunne være en realitet. Vi utforsker hvordan en slik måneutpost kan se ut, og hvilke farer og utfordringer som kan dukke opp underveis.
Hvorfor Månen?
Mens forberedelsene av bemannede romferder til Mars allerede er i gang, setter noen spørsmålstegn ved logikken bak å returnere til Månen. Men en måneutpost kan gi flere fordeler. En reise tur-retur Månen kan gjøres på under én uke, og overflaten er rik på ressurser. Månestøv inneholder hydrogen, oksygen, jern og andre metaller, og hvis disse ressursene kan utvinnes fra miner, vil dette gi oss en jordnær kilde til vann og byggematerialer.
På baksiden er Månen skjermet fra støy fra Jordas kommunikasjonssystemer, noe som gir et stille utkikkspunkt der vi kan se utover verdensrommet. På forsiden av Månen har vi konstant utsikt mot jordoverflaten, noe som gjør det til et ideelt sted å sette opp målestasjoner. Det kan også settes opp navigasjonsstøtte for en rekke operasjoner, fra redningstjenester på Jorda til utforskning av verdensrommet.
Med en fast base på Månen kan vi også studere dens geologi nærmere. Dette kan hjelpe oss med å avdekke mer om Månens historie og solsystemets utvikling. Det kan også utføres eksperimenter, og materialer og utstyr kan testes ut under andre forhold enn dem vi kjenner på Jorda.
Måneferie
Romturisme er ennå i sin spede barndom, og det virker kanskje for tidlig å tenke seg ferieturer til Månen. Men hvis menneskeheten etablerer en base der oppe, vil det raskt bli aktuelt å ta imot turister der også. Selskapet Space Adventures har allerede solgt to billetter til over en milliard kroner for besøk til Månen i 2018, og flere private organisasjoner holder på å sette opp sine egne turer. Reglene som ble satt i Romtraktaten i 1967, sier at ingen land skal ha eierskap til Månen, selv om de setter opp base der. Men lover for utnyttelse av Månen og dens ressurser for kommersiell vinning har foreløpig ikke blitt fullt etablert.
Hvordan bygge en base
Månen har en tynn atmosfære som ikke gir den samme beskyttende skjermingen som vi nyter her på Jorda. Overflaten er derfor farlig for oss mennesker. Den bombarderes av solvinder, blir svidd av stråling, og store steinklumper faller jevnlig fra himmelen. Bakken er dekket av knuste rester etter eldgamle asteroidenedslag som danner et tykt lag av seigt støv. Uten en atmosfære eller vær som kan slite ned partiklene, blir støvkornene sylskarpe. En vellykket base må beskytte mot disse truslene.
Og for at mennesker skal kunne oppholde seg der over lang tid, må basen også sikres jevn tilførsel av mat, vann, oksygen, strøm og rakettdrivstoff.
Den må også ha trygge boliger. Ett av de mest populære konseptene for en månebase er oppblåsbare boligmoduler med trykk på innsiden. De veier lite og er enkle å montere. Ved å bruke luftslusen fra landingsfartøyet som dør, får man satt opp en base raskt og enkelt med disse modulene. Men en eventuell punktering vil få katastrofale konsekvenser, så boligene må beskyttes i et undergrunnskammer eller under hauger av månestøv.
Det kan også sendes flatpakkede paneler fra Jorda for å bygge mer solide kupler eller hangarmoduler. Det vil derimot være mye mer drivstoffeffektivt å bruke byggematerialer som allerede finnes på Månens overflate. Når månestøv varmes opp, kan det omdannes til et sterkt, fast stoff som kan brukes til å konstruere bygninger og veier, og en dag kan man bruke 3D-printere til å lage byggematerialer av regolitt, dvs. løse steinmasser fra Månens overflate.
Riktig plassert kan solcellepaneler gi fornybar energi til basen, og dersom vi klarer å dyrke planter på Månen, vil det en dag være mulig å sette opp et semi-bærekraftig jordbruk og komposteringssystem. Hvis vann, oksygen og hydrogen (rakettdrivstoff) kan utvinnes fra månestøv, kan basen til og med bli selvforsynt.
Det er dessverre fortsatt mange store utfordringer som må løses før vi kommer til dette stadiet, ikke minst den ødeleggende virkningen av månestøv. Støvet lurer seg inn i tett forseglede rom og fører til skade på utstyr. Det finnes noen forslag for å løse dette, deriblant taubaner eller tildekkede transportrør som minimerer forstyrrelsen av overflaten, og rene rom og luftsluser for å bevare innerom støvfrie.
Beliggenhet, beliggenhet, beliggenhet
NASAs Apollo-program har landet seks fartøy på Månen. De har landet nær Månens ekvator hvor overflaten er jevn og det er enkelt å gå inn i bane. Men disse regionene har alvorlige problemer med temperaturkontroll. Månen snur rundt sin egen akse én gang hvert 28. jorddøgn, så dagtiden på ekvator varer i to uker. I løpet av disse to ukene stiger temperaturen til mer enn 100 grader. I de andre to ukene vil det samme området slukes av et totalt mørke og overflaten kjøles ned til 150 grader under frysepunktet.
Disse store temperaturendringene kan utgjøre et stort problem for bygninger og utstyr, og når sollyset er borte mange dager i strekk, vil tilførelsen av solenergi være periodisk. Ekvator, som peker rett mot Sola og har lite atmosfære, blir også overøst av stråling og solvinder.
På polene er forskjellen mellom natt og dag mindre dramatisk. Overflaten er røffere, men noen områder mottar sollys mesteparten av året, og temperaturen holder seg nokså stabil rundt frysepunktet.
Ved polene er det også vannis som kan gi oss gasser, væsker og til og med rakettdrivstoff.
Et lovende sted er Shackleton-krateret, som ligger på Månens sørpol. Det mottar sollys omtrent 80 % av året, noe som gir en nesten konstant tilgang på elektrisitet fra solcellepanelene. Å bygge en base nær ekvator vil være en større utfordring, men boliger under bakken kan gi nok beskyttelse i mer utsatte områder. Lavarør som i Marius Hills-gruven kan tilby ferdiglaget ly mot temperaturvariasjoner, solvind, stråling og overflatestøv.
Et hjem borte fra hjemmet
Mennesker har bodd i verdensrommet siden 1970-tallet. Vi har svevd i bane rundt Jorda i romstasjoner som Saljut, Almaz, Skylab, Mir og Den internasjonale romstasjonen (ISS), men ingen har vært borte fra hjemmet sitt lenger enn ett år. Det er derfor vanskelig å forutsi hvor vellykket en langvarig romkoloni vil bli. Over 200 astronauter og kosmonauter har bodd på ISS, og ved å overvåke dem nøye har vi lært mye om hvilken effekt mikrogravitasjon har på menneskekroppen. Men Månen er et annerledes miljø. Bare en håndfull mennesker har besøkt Månens overflate, og det lengste oppholdet varte bare i tre dager.
Månen har en sjettedel av Jordas tyngdekraft og byr på sitt eget sett med utfordringer. Støvet som dekker overflaten, kan vise seg å være ett av de vanskeligste problemene å løse. I løpet av Apollo-ferdene klarte de skarpe partiklene å finne veien inn i utstyret gjennom vakuumforseglinger, og til og med inn i romdraktene hvor støvet irriterte øynene og lungene til astronautene.