Hvor realistiske er Kinas planer om at bygge en forskningsstation på Månen?

Verden fejrer stadig den historiske landing af Kinas Chang'e-4 på den mørke side af månen den 3. januar. I denne uge Kina annoncerede sine planer om at følge op med yderligere tre månemissioner, lægger grunden til en månebase.

kolonisere månen, og videre, har altid været et menneskeligt ønske. Teknologiske fremskridt, og opdagelsen af ​​en betydelig vandkilde tæt på månens poler, har gjort denne idé endnu mere tiltalende.

Men hvor tæt er Kina på faktisk at nå dette mål?

Hvis vi fokuserer på den teknologi, der er tilgængelig i øjeblikket, Kina kunne begynde at bygge en base på Månen i dag.

Den første månebase

Den første månebase ville sandsynligvis være en ubemandet facilitet, der drives af automatiseret robotteknologi - svarende til Amazon-varehuse - for at sikre, at den nødvendige infrastruktur og støttesystemer er fuldt operationelle, før folk ankommer.

Månemiljøet er modtageligt for dybe vakuumforhold, kraftige temperaturudsving og solstråling, blandt andre menneskefjendtlige forhold. Vigtigere, vi mangler endnu fuldt ud at forstå den langsigtede indvirkning på den menneskelige krop af at være i rummet, og på månen.

Frø taget til Månen af ​​Chang'e-4-missionen er nu angiveligt spiret. Det er første gang, der er blevet dyrket planter på månen, baner vejen for en fremtidig fødevarefarm på månebasen.

At bygge en månebase er ikke anderledes end at bygge den første olieplatform ude i havet. Logistikken af ​​bevægelige konstruktionsdele skal overvejes, forundersøgelser skal udføres, og I dette tilfælde, jordprøver skal testes.

Kina har taget det første skridt ved at undersøge jorden på månens overflade. Dette er nødvendigt for at bygge et underjordisk habitat og understøttende infrastruktur, der vil beskytte basen mod de barske overfladeforhold.

3-D printede alt

Af alle de mulige teknologier til at bygge en månebase, 3-D-print tilbyder den mest effektive strategi. 3D-print på jorden har revolutioneret produktionsproduktivitet og effektivitet, reducere både spild og omkostninger.

Kinas vision er at udvikle evnen til at 3-D-printe både inden for og uden for månebasen. 3-D printere har potentialet til at lave alt fra daglige ting, som drikkekopper, at reparere dele til basen.

Men 3-D-print i rummet er en reel udfordring. Det vil kræve nye teknologier, der kan fungere i Månens mikrotyngdekraftsmiljø. Der skal udvikles 3-D printmaskiner, der er i stand til at forme dele i rummets vakuum.

Der skal nye materialer til

Vi ved, at jordens materialer, såsom fiberoptik, ændre egenskaber, når de er i rummet. Så materialer, der er effektive på Jorden, er muligvis ikke effektiv på Månen.

Uanset den tilsigtede brug af den 3-D-printede komponent, det skal være modstandsdygtigt over for månemiljøets betingelser. Så udviklingen af ​​trykmateriale er afgørende. Trin for trin, forskere er ved at finde og udvikle nye materialer og teknologier til at løse denne udfordring.

For eksempel, forskere i Tyskland forventer at have de første "klar til brug" værktøjer i rustfrit stål, der skal 3D-printes under mikrotyngdekraft i den nærmeste fremtid. NASA demonstrerede også 3-D-printteknologi i nul tyngdekraft, hvilket viser, at det er muligt at 3-D-printe i rummet.

I større skala har vi set huse blive 3-D printet på Jorden. På lignende måde, månebasen vil sandsynligvis blive bygget ved hjælp af præfabrikerede dele i kombination med storstilet 3-D-print.

Eksempler på, hvordan dette kan se ud, kan ses på poster i 3-D printet habitat-udfordringen, som blev startet af NASA i 2005. Konkurrencen søger at fremme 3-D-printkonstruktionsteknologi, der er nødvendig for at skabe bæredygtige boligløsninger til Jorden, månen, Mars og videre.

Bor på månen

Indtil nu, vi har fokuseret på den teknologiske gennemførlighed af at bygge en månebase, men vi er også nødt til at overveje den langsigtede effekt af måneleven på mennesker. Til dato, begrænsede undersøgelser er blevet udført for at undersøge den biologiske indvirkning på menneskets fysiologi på cellulært niveau.

Vi ved, at de menneskelige organer, væv og celler reagerer meget på tyngdekraften, men en forståelse af, hvordan menneskelige celler fungerer og regenererer, mangler i øjeblikket.

Hvad sker der, hvis astronauterne bliver syge? Vil medicin fra Jorden stadig virke? Hvis astronauter skal leve på månen, disse grundlæggende spørgsmål skal besvares.

På lang sigt, 3-D bioprint af menneskelige organer og væv vil spille en afgørende rolle i opretholdelsen af ​​månemissioner ved at tillade robotoperationer. Rusland demonstrerede for nylig den første 3-D bioprinter til at fungere under mikrotyngdekraft.

Mod det uendelige univers

Kan Kina bygge en månebase? Absolut. Kan mennesker overleve på Månen og andre planeter på lang sigt? Svaret på det er mindre klart.

Hvad der er sikkert er, at Kina vil bruge de næste 10 til 15 år til at udvikle de nødvendige tekniske kapaciteter til at udføre bemandede månemissioner og sætte scenen for rumudforskning.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.