For at få kunstig tyngdekraft på månen har du brug for en gigantisk roterende månebase

At bo og arbejde i rummet i længere tid giver en række udfordringer. Disse omfatter stråling, da steder uden for Jordens beskyttende magnetosfære udsættes for større niveauer af sol- og kosmiske stråler. Der er også behov for selvforsyning, da måne- eller marsbaser er for langt til at være afhængige af regelmæssige forsyningsmissioner som Den Internationale Rumstation (ISS). Til sidst er der spørgsmålet om lav tyngdekraft, som er særligt presserende for langsigtede missioner og levesteder uden for Jorden. Hvis menneskehedens fremtid virkelig ligger i rummet, må vi på forhånd udtænke løsninger på dette problem.

En populær idé er at skabe roterende levesteder i rummet, der simulerer kunstig tyngdekraft, som Pinwheel Station eller O'Neill Cylinder. Et andet forslag fra et hold japanske forskere kræver noget dristigere:et roterende levested på månen. Den 5. juli annoncerede repræsentanter fra Kyoto Universitet og Kajima Corporation (en af ​​de ældste og største byggefirmaer i Japan), at de ville indgå i partnerskab for at gennemføre en undersøgelse af dette koncept, og hvordan det kunne lave menneskehedens planer for at leve på månen og Mars en realitet.

Undersøgelsen er et samarbejde mellem Kyoto Universitet og Kajima Corporation (et af Japans ældste og største byggefirmaer). Meddelelsen blev givet under en pressekonference dækket af Kansai TV NEWS og delt via deres YouTube-kanal. Her delte professor Yosuke Yamashiki fra Kyoto University og Takuya Ohno – lederen af ​​afdelingen for arkitektonisk design ved Kajima Constructions Kansai-afdeling – en video af deres foreslåede "kunstige tyngdekraftsanlæg" til at leve på månen og Mars.

Virkningerne af mikrotyngdekraft på menneskets fysiologi er veldokumenterede. Takket være mange eksperimenter, der involverer længerevarende ophold ombord på ISS, som inkluderer NASAs berømte tvillingestudie, er det fastslået, at astronauter vil opleve et tab i muskelmasse og knogletæthed. Nyere forskning har også vist, at tab af knoglestyrke er noget, astronauter aldrig kommer sig helt over. Andre bemærkede effekter omfatter ændringer i kardiovaskulær sundhed, organfunktion, syn, psykologiske effekter og genekspression.

Desværre er der i øjeblikket ingen forskning i virkningerne af mikrotyngdekraft (eller lavtyngdekraft) på reproduktion og tidlig børns udvikling. Dette skal løses, hvis astronauter og almindelige mennesker håber at leve på månen, hvor overfladetyngdekraften er 16,5 % (0,165 g) af Jordens. På Mars, hvor overfladetyngdekraften er omkring 38 % (0,385 g) af Jordens, er situationen lidt bedre - men på ingen måde ideel. Et almindeligt forslag er, at strukturer, der roterer for at skabe centripetalkraft, vil simulere Jordens tyngdekraft - 9,8 m/s ² eller 1 g.

Dette er ideen bag faciliteten kendt som Lunagrass, som ville gøre det muligt for astronautbesætninger at leve og arbejde i simuleret jordens tyngdekraft. Som professor Yamashiki forklarede:

"Mars og månen er meget mindre (overfladetyngdekraften) end Jorden. Jeg spekulerer på, om mennesker i sidste ende vil leve på disse steder... Det vides ikke, om pattedyr kan yngle og vokse normalt i et rum med lav tyngdekraft, såsom månen. Men, tyngdekraften inde i 'Lunagrass' er den samme som jordens, og det er muligt at føde, og hvis du bor her, kan du opretholde en krop, der til enhver tid kan vende tilbage til Jorden."

Som videoen viser, ligner konceptet en O'Neill-cylinder, bortset fra at den står og roterer på siden og er tilspidset mod bunden (der skaber en tragtform). "Tragten" er understøttet af en stor gitterstruktur, der breder sig ud ved bunden for at fordele anlæggets vægt over et større overfladeareal. Snoet sig rundt om basisstrukturen er et spor, der viser et højhastighedstog, der er ansvarlig for transport fra tragten til månens overflade eller mellem punkter indeni.

Inde i tragten ser vi vandmasser, landmasser med grønne områder og træer, hvad der ser ud til at være flydende strukturer (de brune firkanter) og et transportnetværk, der gør det muligt for folk at rejse overalt. De simulerede mennesker i videoen er vist gå langs "væggene", som om det ikke var anderledes end at gå på jordens overflade (der er endda motorbåde, der kører på vandet.) Ved bunden af ​​tragten, som er mindre udsat for centripetal kraft, er der en stående vandmasse med flere både, der sejler rundt.

Andre ideer, der behandles i præsentationen, inkluderer en jord-måne-transport (og endda en interstellar), der ville stole på de samme principper for at simulere kunstig tyngdekraft i rummet. Disse er kendt som henholdsvis "Luna Beagle" og "Space Express". Animationen viser, hvordan førstnævnte ville se ud, et sekskantet kar med moduler, der strækker sig fra en central eger, der roterer for at give kunstig tyngdekraft til alle indeni.

Professor Yamashiki sagde:"Også er forskning i transportmetoder ved hjælp af 'kunstig tyngdekraft' startet. Ideen er at skabe en Luna Beagle, der løber på månen og en Space Express, der bevæger sig mellem stjerner... Jeg prøver at garantere den samme tyngdekraft. (1G) miljø som Jorden, mens den bevæger sig. [Space Express] har brug for meget acceleration, og jeg tror, ​​det er bedre at slæbe den med en raket."

Der er dog åbenlyse spørgsmål om omkostninger og de uundgåelige tekniske udfordringer ved at bygge denne type struktur på månen. For eksempel, under præsentationen, kom emnet in-situ ressourceudnyttelse (ISRU) og hvordan denne struktur ville blive bygget ikke op. Ville det blive samlet på Jorden eller i rummet, derefter sendt til månen eller samlet på stedet ved hjælp af regolith og andre måneressourcer? Ville jobbet blive varetaget af autonome robotter, menneskelige besætninger, der fjernbetjente maskineri på overfladen, eller en kombination heraf?

Som Ohno indrømmede, er Lunagrass-konceptet "en drømmehistorie" på dette tidspunkt og ikke en egentlig missionsarkitektur. Men, tilføjede han, det er en seriøs idé og en, der meget vel kunne lade sig gøre i den nærmeste fremtid. Mens menneskeheden påbegynder en fornyet æra af rumudforskning, der inkluderer planer for permanente levesteder på månen og Mars, spiller "drømmehistorie"-ideer som denne en vigtig rolle.

"Selvfølgelig er det slet ikke teknisk, men det er meget vigtigt at komme med ideer på dette tidspunkt," sagde han. "Hvis det er muligt, vil jeg tage til månen. Mere specifikt vil jeg tage til Mars. Jeg vil realisere konceptet om månen på en eller anden måde i 2050." + Udforsk yderligere

Forudsigelse af effektiviteten af ​​iltudviklende elektrolyse på månen og Mars