Månelanternen kunne være et fyrtårn for menneskeheden på månen

I oktober 2024, NASAs Artemis-program vil returnere astronauter til månens overflade for første gang siden Apollo-æraen. I årene og årtierne der følger, flere rumbureauer og kommercielle partnere planlægger at bygge den infrastruktur, der vil give mulighed for en langsigtet menneskelig tilstedeværelse på månen. En vigtig del af denne indsats involverer at bygge levesteder, der kan sikre astronauternes sundhed, sikkerhed, og komfort i det ekstreme månemiljø.

Denne udfordring har inspireret arkitekter og designere fra hele verden til at skabe innovative og nye ideer til månelivet. En af disse er månelanternen, et basiskoncept udviklet af ICON (et avanceret byggefirma baseret i Austin, Texas) som en del af et NASA-støttet projekt for at bygge en bæredygtig forpost på månen. Dette forslag bliver i øjeblikket vist frem som en del af den 17. internationale arkitekturudstilling på La Biennale di Venezia-museet i Venedig, Italien.

Månelanternen dukkede op fra Project Olympus, et forsknings- og udviklingsprogram gjort muligt takket være en kontrakt om Small Business Innovation Research (SBIR) og finansiering fra NASAs Marshall Space Flight Center (MSFC). I overensstemmelse med ICONs forpligtelse til at udvikle avancerede byggeteknologier, Formålet med Olympus var at skabe et rumbaseret konstruktionssystem, der vil understøtte NASA og andre fremtidige udforskningsindsatser på månen.

For at realisere denne vision, ICON samarbejdede med to arkitektfirmaer:Bjarke Ingels Group (BIG), og Space Exploration Architecture (SEArch+). Mens BIG er kendt for sin ikoniske arkitektur og dets arbejde med flere måne- og marskoncepter i de sidste mange år, SEArch+ er anerkendt for sine "menneskecentrerede" design til rumudforskning og dets mangeårige forhold til NASAs Johnson Space Center (JSC) og Langley Research Center (LRC).

Faktisk, SEARch+ tidligere involvering med NASA omfatter deres arbejde som en del af Human Habitability Division ved NASA JSC og holdet om månen til Mars Planetary Autonomous Construction Technologies (MMPACT). De har også deltaget i flere faser af NASA 3D-Printed Habitat Challenge (2015-2019), som omfattede Mars Ice House og Mars X-House V2 (vinderbidragene i fase 1 og fase 3, henholdsvis).

Resultatet af deres samarbejde er Lunar Lantern, en omfattende måneforpost, der kan konstrueres på månen ved hjælp af automatiserede robot-3D-printere. I overensstemmelse med disse virksomheders filosofi og NASAs Artemis-program, konstruktionen af ​​denne forpost udnytter en række spirende teknologier såvel som In-Situ-Resource Utilization (ISRU) for at minimere afhængigheden af ​​Jorden.

Af hensyn til deres præsentation på Arkitektudstillingen, SEARch+ udarbejdede en opdateret video af deres basiskoncept (vist nedenfor), der illustrerer, hvordan Lunar Lantern-konceptet vil muliggøre en vedvarende menneskelig tilstedeværelse på månen. For at imødegå de forskellige farer ved månemiljøet, hovedhabitatet anvender tre strukturelle komponenter:en baseisolator, spændingskabler, og et Whipple Shield.

Basisisolatorer er i det væsentlige seismiske dæmpere, som er indsat ved fundamentet for at absorbere stød og spændinger forårsaget af almindelige "måneskælv" - som enten er "fladvande" eller "dybe". Lave jordskælv forekommer på dybder af 50-220 km (31-137 mi) og tilskrives ændringer i overfladetemperatur og meteoritnedslag. Dybe jordskælv er mere sjældne og kraftige, med oprindelse i dybder på ~700 km (435 mi), og er forårsaget af tidevandsinteraktioner med Jorden.

Så er der de udvendigt monterede spændekabler, som påfører trykspænding på habitaterne 3D-printede vægge. Den yderste komponent, Whipple Shield, er en dobbeltskal, der består af et indvendigt gitter og udvendige skjoldpaneler. Dette giver beskyttelse mod ballistisk påvirkning fra mikrometeoritter og ejecta (forårsaget af stød i nærheden), samtidig med at den indvendige struktur afskærmes mod den ekstreme varme, der forårsages af direkte eksponering for solen.

Ud over at beskytte mod ekstreme temperaturer, stråling, og seismisk aktivitet, en af ​​de største bekymringer er faren fra al den takkede og statisk ladede måneregolith (alias "månestøv"). Som de illustrerer, Lunar Lander-basen er udstyret til at indeholde (og drage fordel af) dette problem:

"Lunar Lantern-forposten består af levesteder, skure, landingspuder, sprænge vægge, og veje. Landingspuder, menes at være en af ​​de første månestrukturer, bliver nødt til at indeholde og kontrollere de supersoniske og subsoniske støvudstødninger skabt under opsendelse og landing. SEArch+'s design tilbyder flere strategier til støvbegrænsning og støvopsamling i printbarhed, form, og funktion."

Som animationen viser, konfigurationen af ​​landingspuderne gør det muligt at opsamle støvet, forhindrer det i at sprede sig over overfladen og forstyrre driften. Det opsamlede støv kan derefter bruges som råmateriale til byggerobotterne, som er afhængige af regolith til at skabe 3D-printede strukturer. Denne måde, designet forhindrer ikke kun udkast i at blive en alvorlig fare, men giver også en konstant forsyning af materiale, der kan bruges til at udføre reparationer af strukturen.

Med hensyn til navnet, dette var inspireret af en anden vigtig designfunktion, en, der sikrer menneskelig komfort. Kort sagt, lanternen lukker lyset ind fra månens overflade og gør det derefter til indvendig belysning, der justeres (baseret på habitatets sektion) og slukkes helt for at simulere natten. Eller som de forklarer i videoen:"For at replikere Jordens daglige døgnrytme og sæsonbestemte cyklusser, månelanternen bruger et fiberoptisk system, som fanger det næsten evige lys ved månens sydpol og modulerer det i både lysstyrke og farvetemperatur. Det indre af habitatet er organiseret lodret, med tre udpegede niveauer - til arbejde og motion, spisning og socialt, sovepladser og private rum."

Der er også et par påskeæg i videoen, som kommercielle rum og rumudforskning aficionados ikke vil undgå at bemærke. I begge videoer postet ovenfor (især den, der er produceret af SEARch+), nogle velkendte køretøjer kan ses på landingspladserne. Dette inkluderer SpaceX Starship, som Musk har lovet vil være klar til at transportere last og mandskab til månen om et par år, og Blue Origin's Blue moon lander - muligvis varianten Human Landing System (HLS) specielt designet til NASAs Artemis-program.

Der er ingen mangel på ideer til, hvordan mennesker kunne leve på månen og Mars en dag. Mens designelementerne er forskellige fra det ene koncept til det næste, de deler alle den samme forpligtelse til at udnytte 3D-print, bæredygtighed, og evnen til at sørge for vand, strøm, og mad ved hjælp af lokale ressourcer. Hver af dem understreger også, hvordan planlægning af at leve bæredygtigt i et fjendtligt miljø kan forme, hvordan vi lever på Jorden.

Lunar Lunarn er ikke den eneste rumarkitekturudstilling på den 17. Internationale Arkitekturudstilling (som varer indtil den 21. november). Den Europæiske Rumorganisation (ESA) – i samarbejde med det internationale arkitektfirma Skidmore, Owings &Merrill (SOM) – fremviser også deres forslag til et fuldt operationelt semi-oppusteligt månehabitat, kendt som Lunar Village.

Disse to forslag illustrerer smukt, hvordan forslag til at leve hinsides Jorden bliver en del af den almindelige arkitektur. Da dette årti nærmer sig enden, denne tendens vil sandsynligvis fortsætte, til sidst at blive en helt ny form for arkitektonisk, industriel, og indretning. Hvis og når mennesker begynder at slå sig ned på månen og Mars, vi kan forvente, at ejendomsbranchen vil følge trop.