Με 'σεληνιακό σκυρόδεμα' μπορεί να κατασκευαστούν κτίρια στο φεγγάρι

Πηγή: National Geographic, 4 Ιουνίου 2008

Ένας νέος τύπος "σεληνιακού σκυροδέματος" φτιαγμένος από τη μίξη σεληνιακής σκόνης και νανοσωλήνων από άνθρακα, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να κατασκευαστούν κτίρια, ηλιακοί συλλέκτες, και μονολιθικά τηλεσκόπια στο φεγγάρι.

"Θα μπορούσαμε να φτιάξουμε τεράστια τηλεσκόπια στο φεγγάρι σχετικά εύκολα και να αποφύγουμε τα μεγάλα έξοδα της μεταφοράς ενός μεγάλου κατόπτρου από τη Γη," λέει ο Peter Chen του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Goddard και του Καθολικού Πανεπιστημίου της Αμερικής.

Οι αστροναύτες θα πρέπει να μεταφέρουν μόνο αλουμίνιο για να ντύσουν την επιφάνεια του τηλεσκοπίου.

"Δεδομένου ότι τα περισσότερα από τα υλικά είναι ήδη εκεί υπό μορφή σκόνης, δεν είναι απαραίτητο να μεταφέρετε πάρα πολλά υλικά μαζί σας, και αυτό γλιτώνει πάρα πολλά χρήματα."

Καλλιτεχνική εικόνα: Οι αστροναύτες εγκαθιστούν ένα όργανο στο Νότιο Πόλο του φεγγαριού σε μια μελλοντική αποστολών διαστημική εξερεύνησης.

Η νέα τεχνική περιγράφηκε σε μια συνεδρίαση της Αμερικανικής Αστρονομικής Ένωσης στο St. Louis.

Ο Chen και οι συνάδελφοί του δούλευαν πάνω σε τρόπους που μπορούν να χρησιμοποιήσουν συνθετικά υλικά από ανθρακονήματα για να δημιουργήσουν ελαφριά τηλεσκόπια, που να μεταφέρονται εύκολα στο φεγγάρι, όταν αποφάσισαν να αντικαταστήσουν τις ίνες με άνθρακα από μικροσκοπικούς νανοσωλήνες άνθρακα φτιαγμένους από καθαρό άνθρακα.

Η ομάδα αναρωτήθηκε τι θα συνέβαινε εάν αναμίξουν τους νανοσωλήνες από άνθρακα με υλικά σαν την εποξική κόλα και προσομοίωσαν τη σεληνιακή σκόνη που τους έδωσε η NASA.

"Πήγαμε στο εργαστήριο, ανακατέψαμε λίγη από αυτή την ουσία, και αμέσως, καταλήξαμε σε κάτι πολύ κολλώδες και πολύ δύσοσμο," είπε.

Μετά από μια μικρή επιδιόρθωση, η ομάδα κατέληξε με ένα πολύ ισχυρό υλικό που είχε τη συνοχή του σκυροδέματος.

Ψάχνοντας για τρόπους να χρησιμοποιήσουν σωστά το υλικό, η ομάδα εφάρμοσε πρόσθετα στρώματα εποξικού υλικού στο σεληνιακό σκυρόδεμά τους, καθώς αυτό  περιστρεφόταν.

Το αποτέλεσμα ήταν ένα αντικείμενο μήκους 30 εκατοστών, με μορφή νιπτήρα, που θα μπορούσε να ντυθεί με αλουμίνιο και να μετασχηματισθεί σε ένα κάτοπτρο.

Το κάτοπτρο αυτό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να δημιουργήσει ηλιακούς συλλέκτες (πάνελ), που να συλλέγουν το φως του ήλιου πάνω στο φεγγάρι ή τεράστια τηλεσκόπια που δεν μοιάζουν με τίποτα που βρίσκεται στη γη.

"Η μέθοδός μας θα μπορούσε να μεγεθυνθεί πάνω στο φεγγάρι, χρησιμοποιώντας την πανταχού παρούσα σεληνιακή σκόνη, για να δημιουργήσει γιγαντιαία κάτοπτρα τηλεσκοπίων πλάτους μέχρι 50 μέτρα," εξηγεί ο Chen.

Ιδανική περιοχή

Ένα τέτοιο παρατηρητήριο θα επισκίαζε το τηλεσκόπιο των 10,4 μέτρων στις Κανάριες νήσους, που αυτήν την περίοδο θεωρείται το μεγαλύτερο οπτικό τηλεσκόπιο στον κόσμο.

"Το φεγγάρι θεωρείται γενικά η καλύτερη περιοχή στο διάστημα για την αστρονομία, επειδή συνδυάζει την καλύτερη ποιότητα του διαστήματος, η οποία είναι κενή, και το έδαφος, που είναι μια σταθερή πλατφόρμα," λέει ο Chen.

Χωρίς ατμόσφαιρα για να απορροφήσει ή να θολώσει το φως του ήλιου, ένα κολοσσιαίο σεληνιακό τηλεσκόπιο θα μπορούσε να συλλέξει φως από τους απόμακρους εξωπλανήτες ή να ανιχνεύσει ίχνη ζωής στις ατμόσφαιρές τους.

Δύο ή περισσότερα τέτοια τηλεσκόπια που λειτουργούν μαζί θα μπορούσαν να φωτογραφίσουν άμεσα πλανήτες σαν τη Γη γύρω από τα κοντινά αστέρια.

"Αλλά γιατί να σταματήσουμε εκεί;" ρωτάει ο Chen. "Εάν ξέρουμε πώς να λειάνουμε τη σκονισμένη επιφάνεια στο φεγγάρι και να την κάνουμε φωτεινή, γιατί να μην προχωρήσουμε σε ένα τηλεσκόπιο στο μέγεθος ενός κρατήρα; Μπορούμε πραγματικά να πάμε εκεί και να κάνουμε κάτοπτρο έναν ολόκληρο κρατήρα."

Ο Yu Qiao είναι επιστήμονας υλικών στο πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο, που έχει δουλέψει επίσης πάνω στα σεληνιακά υλικά υποδομής, ονόμασε τη νέα τεχνική "πολύ ελπιδοφόρα", όμως τόνισε ότι το υλικό θα πρέπει να περάσει πρώτα από μακροπρόθεσμες δοκιμές.

"Πολλά εποξικά υλικά μπορούν να είναι εύθραυστα μετά από μερικά χρόνια έκθεσης στην ακτινοβολία, και η ακτινοβολία στη σεληνιακή επιφάνεια είναι πολύ έντονη," συμπλήρωσε.

Επίσης, ο Qiao σημείωσε ότι μερικά υλικά πιο ελαφριά από τα εποξικά μπορεί να είναι κατάλληλα κι αυτά για το στόχο της κατασκευής.

Νέος στόλος θα μεταφέρει ανθρώπους στο φεγγάρι

Στα διαστημόπλοια που μετέφεραν τους πρώτους αστροναύτες στη Σελήνη στρέφεται η ΝΑSΑ για να σχεδιάσει τα οχήματα με τα οποία θα επιστρέψει η νέα γενιά αστροναυτών. Το Απόλλων είναι το πρότυπο για το νέο όχημα εξερεύνησης προσωπικού σε μορφή κάψουλας, που λέγεται Ωρίων. Ο πύραυλος που θα μεταφέρει την κάψουλα στο διάστημα ονομάζεται Άρης.

Ο νέος στόλος της ΝΑSΑ θα μεταφέρει ανθρώπους στο φεγγάρι, στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό και αργότερα στον Άρη. Το διαστημικό λεωφορείο θα αποσυρθεί οριστικά το 2010. Σε αντίθεση με το Απόλλων, το διαστημικό λεωφορείο μεταφέρει το πλήρωμα και τις κύριες μηχανές του πυραύλου σε ένα ενιαίο σώμα. Αυτό, σύμφωνα με τους σχεδιαστές των νέων διαστημοπλοίων, είναι επικίνδυνο, γι΄ αυτό στον καινούργιο στόλο η κάψουλα θα διαχωρίζει το πλήρωμα από τις μηχανές. Το Απόλλων ακολούθησε το τό ίδιο σχέδιο χωρίς να σημειωθεί ποτέ θανατηφόρο ατύχημα παρά την έκρηξη στο Απόλλων 13. Η επιστροφή της κάψουλας στην ατμόσφαιρα της Γης έγινε χωρίς κανένα πρόβλημα σε όλες τις αποστολές, ενώ το σύστημα που εξασφάλιζε την ξαφνική αποχώρηση των αστροναυτών από την κάψουλα σε περίπτωση ανάγκης ήταν απόλυτα ασφαλές.

Εκτός από νέα σκάφη θα χρειαστούν και νέα στολή οι τέσσερις αστροναύτες που θα πηγαίνουν στο φεγγάρι σε κάθε αποστολή, καθώς και τα έξι μέλη του πληρώματος που θα ταξιδεύουν στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.

Για να φτάσουν όμως οι αστροναύτες στο φεγγάρι, πρέπει πρώτα να χαρτογραφήσει κάθε του σπιθαμή το σεληνιακό όχημα αναγνώρισης που θα εκτοξευθεί το φθινόπωρο. Το όχημα LRΟ θα μπει σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη σε απόσταση 50 χιλιομέτρων από την επιφάνεια κουβαλώντας τελευταίου τύπου επιστημονικά όργανα. Οι προηγούμενοι δορυφόροι των Αμερικανών, των Κινέζων και των Ιαπώνων πετούσαν στη διπλάσια απόσταση. Από τα 50 χιλιόμετρα, το διαστημόπλοιο θα μπορεί να τραβήξει εικόνες με υψηλότερη ανάλυση και θα μετρήσει τη θερμοκρασία με μεγαλύτερη ακρίβεια.

Είναι ζωτικής σημασίας να γνωρίζουμε ακριβώς τι υπάρχει σε κάθε εκατοστό της επιφάνειας, όχι μόνο για τους Αμερικανούς αστροναύτες, αλλά για τους Κινέζους, τους Ινδούς και τους Ιάπωνες, που σκοπεύουν να στείλουν κόσμο στο φεγγάρι τα επόμενα 10 με 20 χρόνια. Στη διάρκεια του προγράμματος Απόλλων, έγιναν πολλά λάθη που παραλίγο να αποδειχθούν μοιραία. Δεν προσεδαφιστήκαμε σε επίπεδη επιφάνεια, υπήρχαν παντού βράχια τα οποία μπορούσαν να προκαλέσουν ζημιές στα διαστημόπλοια και να καταστήσουν αδύνατη την επιστροφή τους στη Γη, επισημαίνει ο υπεύθυνος αποστολής του LRΟ για την χαρτογράφηση.

Το όχημα βεβαίως έχει κι άλλες σημαντικές αποστολές.

Το τηλεσκόπιο κοσμικών ακτίνων θα μετρά τη διαστημική ακτινοβολία που βομβαρδίζει τους αστροναύτες κι αποτελεί κίνδυνο για την υγεία τους, όχι μόνο στο διάστημα αλλά και στην επιφάνεια της σελήνης. Οι μετρήσεις θα βοηθήσουν τους επιστήμονες να κατασκευάσουν καλύτερες ασπίδες στα διαστημόπλοια ώστε το πλήρωμα να επιβιώσει στα μακρινά ταξίδια στο φεγγάρι και στον Άρη.

Το ανθρώπινο σώμα αντιδρά στην ακτινοβολία με διαφορετικό τρόπο ανάλογα με την ένταση, τη διάρκεια και τη σύνθεση των ραδιενεργών σωματιδίων. Δύο πράγματα που ανησυχούν τους επιστήμονες είναι η μακροχρόνια έκθεση στην ακτινοβολία που προκαλεί καρκίνο και η ξαφνική δηλητηρίαση από ραδιενέργεια, η οποία μπορεί να προκληθεί από ηλιακή έκρηξη.