Durante mucho tiempo ha sido un sueño tener un asentamiento humano en la Luna, pero en esta era de recortes presupuestarios y planes indecisos para el futuro de la NASA, una base de la Luna puede parecer demasiado costosa y fuera de nuestro alcance. Sin embargo, el destacado científico lunar Dr. Paul Spudis, del Instituto Lunar y Planetario, y un colega, Tony Lavoie, del Centro Marshall de Vuelos Espaciales, han elaborado un plan para construir un asentamiento lunar que no solo sea asequible, sino sostenible. Crea una base lunar junto con un tipo de "ferrocarril transcontinental" en el espacio que abre el espacio cislunar, el área entre la Tierra y la Luna, para el desarrollo.
"El objetivo final en el espacio es poder ir a cualquier parte, en cualquier momento con tanta capacidad como necesitemos", dijo Spudis a la revista Space. “Este plan utiliza una presencia robótica y humana en la Luna para usar los recursos locales para crear un nuevo sistema espacial. La clave para hacer esto es adoptar un enfoque flexible que sea incremental y acumulativo ”.
En pocas palabras, lo que Spudis propone es enviar robots a la Luna que son teleoperados desde la Tierra para comenzar a extraer agua de los depósitos polares para crear propelente. El propulsor se usaría para alimentar un sistema de transporte espacial reutilizable entre la Tierra y la Luna.
"La razón por la que esto es posible es porque la Luna está cerca: son solo tres segundos luz ida y vuelta para que la señal de radio llegue de la Tierra a la Luna", dijo Spudis, "lo que significa que puede controlar las máquinas de forma remota con operadores en la Tierra en realidad haciendo las actividades que un astronauta podría hacer en la Luna ".
La ventaja aquí es que una gran parte de la infraestructura necesaria, como la operación minera, las plantas de procesamiento, el desarrollo del almacenamiento para el agua y el propelente, se crea antes de que llegue la gente.
"Entonces, lo que intentamos hacer es desarrollar una arquitectura que nos permita, primero, hacerlo en pasos pequeños e incrementales, con cada paso construyéndose sobre el siguiente, y el efecto neto es acumulativo con el tiempo", dijo Spudis. "Y finalmente podemos traer gente a la Luna cuando estemos listos para que realmente vivan allí. Colocamos un puesto avanzado, un hábitat, que estará en pleno funcionamiento antes de que lleguen los primeros humanos ".
La cantidad significativa de agua que se ha encontrado en la Luna en los polos hace que este plan funcione.
"Estimamos que hay muchas decenas de miles de millones de toneladas de agua en ambos polos", dijo Spudis. "Lo que no sabemos en detalle es exactamente cuánta agua se distribuye en qué estado físico se encuentra, y esa es una de las razones por las cuales el primer paso en nuestro plan es enviar buscadores robóticos allí para mapear los depósitos y ver cómo ellos varian."
El agua es un recurso importante para los humanos en el espacio: sustenta la vida para beber y cocinar, puede descomponerse en oxígeno para respirar, y al peinar el oxígeno y el hidrógeno en una celda de combustible, se puede generar electricidad. El agua también es un material de protección muy bueno que podría proteger a las personas de la radiación cósmica, por lo que el hábitat podría "cubrirse" con agua.
Pero el uso más importante del agua es poder crear un poderoso propulsor químico para cohetes utilizando el oxígeno y el hidrógeno y congelándolos en un líquido.
"La Luna nos ofrece esta agua no solo para mantener la vida humana allí, sino también para hacer propulsores de cohetes que nos permitan repostar nuestra nave espacial tanto en la Luna como en el espacio sobre la Luna".
En una serie de 17 misiones incrementales, se construiría una base humana, se haría operativa y ocupada. Comienza con la configuración de satélites de comunicación y navegación alrededor de la Luna para permitir la operación de precisión para los sistemas robóticos.
Lo siguiente sería enviar un rover a la Luna, tal vez una variante de los rovers MER que actualmente están explorando Marte, para buscar los mejores lugares para obtener agua en los polos lunares. Los postes también proporcionan áreas de luz solar permanente para generar energía eléctrica.
A continuación, se enviarían equipos más grandes para experimentar con la excavación de los depósitos de hielo, la fusión del hielo y el almacenamiento de los productos. (Vea nuestro artículo anterior sobre el uso de excavadoras en la Luna).
"Ahora, todos estos son simples conceptualmente, pero nunca los hemos hecho en la práctica", dijo Spudis, "así que no sabemos lo difícil que es. Pero al enviar las pequeñas misiones robóticas a la Luna y practicar esto por control remoto desde la Tierra, podemos evaluar lo difícil que es, dónde están los puntos de estrangulamiento, y cuáles son las formas más eficientes de llegar a estos depósitos y extraer un producto utilizable. de ellos."
El siguiente paso es aumentar la magnitud del esfuerzo mediante el aterrizaje de máquinas robóticas más grandes que realmente puedan comenzar a fabricar productos a escala industrial para que se pueda almacenar un depósito de suministros en la Luna para cuando los primeros humanos humanos regresen a la Luna.
Mientras tanto, se crearía un sistema de transporte constante entre la Tierra y la Luna, con otro sistema que vaya entre la Luna y la órbita lunar, lo que abre todo tipo de posibilidades.
"La analogía que me gusta hacer es que es muy similar al Ferrocarril Transcontinental", dijo Spudis. "No acabamos de construir el ferrocarril transcontinental desde la costa este directamente a la costa oeste; también lo construimos para acceder a todos los puntos intermedios, que en consecuencia también se desarrollaron económicamente ”.
Al tener un sistema donde los vehículos se reabastecen de los recursos extraídos en la Luna, se crea un sistema que accede rutinariamente a la Luna y permite regresar a la Tierra, pero también se puede acceder a todos los otros puntos intermedios.
“Creamos un sistema de transporte que accede a todos esos puntos entre la Tierra y la Luna. La importancia de eso es que gran parte de nuestros activos satelitales residen allí ", dijo Spudis," por ejemplo, los satélites de comunicación y los satélites de monitoreo del clima residen en una órbita geosíncrona (a unos 36,000 km sobre el ecuador de la Tierra) y en este momento no podemos alcanzar eso desde abajo Órbita terrestre. Si tenemos un sistema que puede ir y venir rutinariamente a la Luna, también podríamos ir a estas órbitas altas donde se encuentran muchos activos de seguridad comercial y nacional ".
Spudis agregó que un depósito de combustible podría ir en varios lugares, incluido el punto L1 LaGrange que permitiría el vuelo espacial más allá de la Luna.
¿Cuánto tiempo llevará esto?
"Estimamos que podemos crear un puesto de avanzada lunar llave en mano en la Luna dentro de unos 15 a 16 años, con humanos llegando unos 10 años después de las misiones robóticas iniciales", dijo Spudis. “La operación minera produciría alrededor de 150 toneladas de agua por año y aproximadamente 100 toneladas de propelente.
¿Y hay que construir nuevas tecnologías o hardware?
"En realidad no", dijo Spudis. “Efectivamente, este plan es posible de lograr en este momento con la tecnología existente. No tenemos ningún "unobtainium" ni ninguna máquina mágica especial que deba construirse. Todo es una consecuencia muy simple del equipo existente, y en muchos casos puedes usar el equipo de herencia de misiones anteriores ".
¿Y qué hay del costo?
Spudis estima que todo el sistema podría establecerse por un costo agregado de menos de $ 88 mil millones, que sería de aproximadamente $ 5 mil millones al año, con una financiación máxima de $ 6.65 mil millones a partir del año 11. Este costo total incluye el desarrollo de un 70 derivado de Shuttle. Vehículo de lanzamiento mT, dos versiones de vehículos de exploración de tripulación (LEO y translunar), un módulo de aterrizaje reutilizable, depósitos de propulsores cislunares y todos los activos de superficie robóticos, así como todos los costos operativos del soporte de la misión para esta arquitectura.
"La mejor parte es que debido a que hemos dividido nuestra arquitectura en pequeños trozos, cada misión es en gran medida autónoma y una vez que llega a la Luna, interactúa y trabaja con las piezas que ya están allí", dijo Spudis.
Y el presupuesto sería flexible.
"Podemos hacer este proyecto a la velocidad que permitan los recursos", dijo Spudis. “Entonces, si tiene un presupuesto muy limitado con niveles de gasto muy bajos, puede ir, simplemente vaya mucho más lentamente. Si tiene más recursos disponibles, puede aumentar la velocidad y aumentar la tasa de colocación de activos en la Luna y hacer más en un período de tiempo más corto. Esta arquitectura nos lleva de vuelta a la Luna y crea una capacidad real. Pero la variable gratuita es el horario, no el dinero ".
El regreso a la Luna es importante, cree Spudis, porque no solo podemos usar los recursos allí, sino que nos enseña cómo ser una civilización espacial.
"Al ir a la Luna podemos aprender cómo extraer lo que necesitamos en el espacio de lo que encontramos en el espacio", dijo. “Fundamentalmente, esa es una habilidad que cualquier civilización espacial debe dominar. Si puedes aprender a hacer eso, tienes una habilidad que te permitirá ir a Marte y más allá ".
Para obtener más información, consulte el sitio web de Spudis, SpudisLunarResources.com. Puede encontrar más detalles y gráficos en este documento pdf.
Escuche una entrevista de Paul Spudis sobre este tema para el podcast 365 Days of Astronomy.
Paul Spudis bloguea en Once and Future Moon en el sitio web Smithonsian Air & Space.
