O que os humanos precisam para colonizar a lua e Marte

Será um marco na história do voo espacial americano quando for lançado no final de 2024. Não será apenas a primeira vez que os astronautas americanos viajam mais longe do que o LEO desde 1970, e não será apenas a primeira chance para uma mulher astronauta a colocar os pés em uma superfície. a lua. A missão Artemis fará o trabalho essencial de que a humanidade precisa para explorar ainda mais e possivelmente colonizar nosso vizinho celestial mais próximo, além de servir como ponto de partida em nossa jornada para chegar a Marte. Dado No entanto, a NASA e seus parceiros enfrentarão um grande desafio para manter os colonos lunares vivos e saudáveis.

Na era da missão Apollo, a ideia de criar uma presença semipermanente na superfície da Lua era ridícula – em grande parte por causa da lua Amostras coletadas e trazidas de volta à Terra durante esse tempo “foram consideradas tão secas quanto osso”, disse Rob Muller, tecnólogo-chefe da NASA para desenvolvimento de projetos avançados, durante a sessão SXSW 2021. “Este era o senso comum, que não há água na lua e, portanto, essa suposição por muitos anos foi a suposição predominante em [aerospace] comunicação social.”

Não havia espectrômetro de nêutrons a bordo da NASA até o final dos anos 1990 Encontrei pistas reveladoras sobre átomos de hidrogênio , O que indica a possibilidade de gelo de água. E isso não aconteceu até outubro passado Revelando a água na superfície da lua iluminada pelo sol, em vez de apenas fugir nas profundas crateras lunares escuras.

“Temos indicações de que H2O – a água familiar que conhecemos – pode estar no lado ensolarado da lua”, disse Paul Hertz, diretor da divisão de astrofísica do Diretório de Missão Científica na sede da NASA. . “Agora sabemos que está aí. Esta descoberta desafia a nossa compreensão da superfície da lua e levanta questões interessantes sobre os recursos relacionados com a exploração do espaço profundo.”

Com base nessa nova evidência, Mueller estima que deveria haver gelo de água suficiente “para lançar um veículo como um ônibus espacial todos os dias durante 2.000 anos. Portanto, há muita água na Lua. O truque é que temos que encontrá-la, pegue, depois garimpe. “Então, nós usamos economicamente.”

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Revelar que a lua contém um bunker de água – que poderia ser usado para matar a sede de um astronauta e operar seu foguete – poderia extrair recursos diferentes de tudo que vimos desde o quadragésimo nono dias, Pete Karato, engenheiro consultor chefe da Bechtel, apontou durante o mesmo painel de discussão. “Então, para mim, a próxima corrida do ouro é o pólo sul da lua, que é um ambiente hostil.”

Isso ocorre porque grandes acúmulos de água estão localizados em áreas permanentemente sombreadas, onde a luz solar quente não pode alcançar o gelo e evaporar da superfície da lua. O problema é que a temperatura nessas regiões gira em torno de 40 graus Kelvin, que é mais frio do que o nitrogênio líquido. Isso é tão legal que mesmo as plataformas de mineração modernas projetadas para os ambientes mais extremos da Terra terão dificuldade em operar lá. “Você consegue as peças de metal neste tempo frio, elas são quase como vidro”, declarou Karatu.

Mueller acrescentou: “Também é um vácuo difícil na lua, então você vai se deparar com alguns problemas realmente estranhos, como soldagem a frio de metais.” “Se duas superfícies metálicas forem expostas uma à outra, elas podem se unir em um vácuo sólido e já vimos isso antes no espaço. É um problema conhecido.”

Em toda parte, lâmina afiada, , A poeira eletrostática na lua também representa uma ameaça para os colonos – uma ameaça que a NASA tem lutado desde que o astronauta Harrison Schmidt da Apollo 17 teve o primeiro caso de “febre do feno lunar”. Essa poeira não apenas gruda em veículos espaciais e trajes espaciais, mas também pequenas partículas penetram em componentes eletrônicos sensíveis, filtros de bloqueio, zíperes de congestionamento e juntas de congelamento. NASA tem Para neutralizar a atração elétrica da poeira, mas sua eficácia generalizada permanece obscura. Os próprios meteoritos delicados, cujos efeitos de superfície criam essa poeira perigosa, também devem ser levados em consideração ao projetar os habitats lunares.

Mas, ao contrário da era Apollo, que ajudou a iniciar a Guerra Fria, desta vez o governo dos Estados Unidos não vai sozinho. Artemis está coordenando profundamente seus esforços ao lado de um grupo de E parceiros comerciais como a SpaceX, que estão no comando Em órbita lunar (por US $ 331,8 milhões) em 2024.

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“Isso nos permitiria fazer isso a um custo razoável com um retorno sobre o investimento. Podemos dizer que não podemos fazer como a NASA. Mueller explicou que a NASA é uma agência governamental, e o papel do governo é facilitar a indústria.” implementamos a estrutura, a infraestrutura, todos os processos, a estrutura legal e os locais de comunicação e lançamento. Tudo isso é necessário, e então o setor privado pode vir e fazer o que sabe fazer, que é ganhar algum dinheiro e criar um sistema economicamente eficiente. ”

Embora a parceria com outras nações neste esforço seja uma ótima maneira de distribuir os custos iniciais, pode levar a conflitos sobre qual estado membro obterá acesso e direitos sobre o recurso. Atualmente, esses assuntos são regidos pelo Tratado do Espaço Exterior das Nações Unidas de 1967, mas sua linguagem não é totalmente clara, o que deixa as regras em aberto para várias leituras. “A interpretação americana é que não reivindicaremos a terra e / ou reivindicaremos soberania, mas temos o direito de usar os recursos e a indústria do comércio tem o direito de usar os recursos”, disse Mueller. Além disso, o Tratado do Espaço Sideral carece de mecanismos específicos de fiscalização e ainda não foi ratificado por nenhum Estado signatário, tornando suas regras mais parecidas com propostas. Da mesma forma, os Acordos Artemis são diretrizes, não diretrizes, embora se um número suficiente de estados os assinem e atuem dentro deles, ele continuou, “com o tempo, torna-se lei de fato”.

Marte apresenta muitos dos mesmos desafios na exploração e colonização final que a Lua enfrenta, como radiação mortal, impactos de pequenos meteoritos e partículas de poeira aderentes – sem mencionar a jornada de seis meses necessária apenas para chegar ao primeiro, em comparação com um viagem de três dias para este último. Esta vasta distância também prejudica nossa capacidade de controlar remotamente os rovers e outros sistemas robóticos remotamente entregues que enviamos para o Planeta Vermelho devido ao atraso de minutos de comunicação.

Os exploradores e colonos em perspectiva também terão que lidar com as amplas faixas de temperatura encontradas em cada destino. Na lua, por exemplo, o lado da asa solar pode estar tão quente quanto 125 ° C, enquanto o lado sombreado pode cair até -175 ° C, o que pode causar severo estresse térmico nos objetos que se movem entre eles. A proteção contra a radiação galáctica e solar também deve ter um grande fator em qualquer decisão sobre onde se estabelecer na superfície. Vales sombrios e sítios de penhascos fornecem um maior grau de proteção natural, portanto, teremos que considerar cuidadosamente a topografia local ao selecionar os locais de assentamento. Uma solução potencial para o problema da radiação é cercar nossos habitats artificiais com uma crosta impressa em 3D feita do próprio solo marciano, Xavier De Kestelier, chefe de tecnologia de design e inovação de Hassell, apontou durante a sessão.

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Manter a saúde física e mental da tripulação nessas tarefas de longo prazo será de importância primordial e deverá ser realizado sem a ajuda de casa. Quanto mais longe estamos da Terra, Beth Healy, chefe do departamento de emergência do Hôpital Du Valais, disse: “Os modelos médicos de que precisaríamos e as pressões psicológicas sobre a equipe seriam diferentes”. Cada membro da tripulação será chamado para servir em várias funções que transcendem suas especialidades individuais durante a missão.

Se pudermos superar esses desafios, as recompensas serão substanciais. “É muito difícil viver no espaço”, disse Mueller em um painel de discussão separado no SXSW 2021. A boa notícia é que existem tantos recursos em nosso sistema solar e além, há quase uma quantidade infinita de recursos em comparação com o que nós temos na Terra. Isso inclui tudo isso. Tudo, desde água, gases atmosféricos, materiais voláteis e metais raros a resíduos de tripulação e energia. “Se você tem luz solar, pode ter energia”, disse ele. A humanidade já demonstrou que é capaz de habitar alguns dos lugares mais inóspitos da Terra, como a estação Concordia, na Antártica. Com diligência contínua, pesquisa e cooperação internacional, as próprias estrelas poderão chegar até nós em breve.

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