Sjefen for ESA har antydet at en permanent «månestasjon» kan være en arvtaker til Den internasjonale romstasjonen. Vi tar en titt på aktuelle forslag til den første månebasen.
Nå, la oss reise av gårde. Glem kamera! Disse hverdagslige ordene har en ekstraordinær betydning: De antas å være de siste ordene som ble sagt av et menneske på Månen. I desember 1972 markerte Apollo 17 slutten på tre år med dristig og modig bemannet utforskning av Månen, hvor tolv mennesker har satt sine historiske fotspor i månestøvet. I løpet av de siste fire tiårene har ikke vår nærmeste nabo vært besøkt av mennesker og har kun vært utforsket av robotene vi har sendt. Men dette kan være i ferd med å endre seg, i hvert fall hvis Johann-Dietrich Woerner, den nye generaldirektøren for Den europeiske romfartsorganisasjonen (ESA), får det som han vil – han vil bygge en landsby på Månen. Andre romfartsorganisasjoner rundt om i verden, inkludert NASA og det russiske romfartsbyrået Roskosmos, har også kommet med liknende ønsker. Så kan vi endelig være i ferd med å gå inn i en epoke med permanent menneskelig tilstedeværelse på Månen?
Steg 1: reisen dit
Det viktigste først: Jo mindre du tar med deg, jo bedre. Det koster minst 80 000 kr å skyte bare 1 kg med materiale ut i rommet. I tillegg skal materialet i bane rundt Månen og landes på Månen. «Det store moteordet for øyeblikket er ‘in situ ressursutnyttelse’ eller ISRU», sier astrobiolog Lewis Dartnell ved University of Westminster. Med andre ord: Bruk det som allerede er der i så stor grad som mulig for å holde kostnadene nede. Derfor vil lokale måneressurser påvirke hvor basen skal bygges.
Woerners idé er å begynne byggingen på Månens bakside – den siden som alltid peker bort fra Jorda. Kina mener også dette vil være den beste beliggenheten. Det vil garantert være et bra sted å sette opp teleskoper, men ulempen er at du vil trenge et system med relésatellitter for å opprettholde kontakten med Jorda – en viktig psykologisk faktor som er avgjørende for ikke å føle seg altfor avskåret. Dersom du kun tar utgangspunkt i tilgjengelige ressurser, kan det være bedre å satse på et sted i nærheten av Månens sørpol, der det er rikelig med vannis og andre mineraler. Russerne ser for tiden på muligheten for en base på Malapertfjellet i denne regionen.
Den andre fordelen ved sørpolen er klimaet. Månen er et veldig annerledes sted enn Jorda og bruker nesten en måned på å fullføre en rotasjon rundt sin egen akse. Så på de fleste deler av Månen varer både dag og natt i rundt to uker. Enkelte områder av Månens sørpol er imidlertid nesten alltid opplyst, slik som Jordas nordpol om sommeren. Dette betyr at det ikke er store endringer i temperaturen, og solcellepaneler kan suge til seg rikelig med sollys for å drive en potensiell månekoloni.
Dersom en bemannet månekoloni er en for stor risiko, kan vi starte med en robotbasert månebase. En slik plan er det japanske romfartsselskapet, JAXA, i gang med. De håper å ha en permanent robotenklave på Månen innen 2020. Her skal de ha maskiner som samler måneprøver opptil 97 km unna basen, før de returnerer til basen og sender prøvene tilbake til Jorda med raketter.
Steg 2: bygging
Bruk av 3D-printing kan forandre alt. Mot slutten av 2014 ble designet til en pipenøkkel sendt til astronautene på Den internasjonale romstasjonen (ISS), som deretter brukte 3D-printeren sin til å produsere den. Forskere er begeistret for muligheten til å bruke en liknende teknikk for å bygge baser på Månen. ESA er allerede i snakk med arkitektene Foster + Partners om muligheten for å skape en infrastruktur i stor skala på Månen, der 3D-printere skal bruke jordsmonnet på Månen som råmateriale.
«Vi har allerede demonstrert at 3D-printing kan være et effektivt verktøy, og at det er mulig å bruke måneregolitt [løst materiale]», sier Laurent Pambaguian, ingeniør i materialteknologi hos ESA.
Det gjenstår å se hvordan tilstrekkelige mengder med regolitt kan bli samlet inn og levert til 3D-printeren. Pambaguian påpeker behovet for først å sende et robotoppdrag som kan sikre at systemet fungerer i Månens reduserte gravitasjonsfelt. Hvis det lykkes, kan viktig utstyr bli designet, overført til 3D-printeren på Månen og bli skrevet ut i løpet av noen timer – mye raskere enn de dagene det vil ta å sende utstyret med rakett.
Ifølge konseptet fra Foster + Partners vil materialet bli 3D-printet på et lett, oppblåsbart stillas. Bigelow Aerospace foreslår imidlertid å bruke et lite frittstående oppblåsbart stativ og samarbeider allerede med NASA. Deres første oppblåsbare månebaser vil være på plass innen 2025, sier de. Den russiske planen om å kolonisere Malapertfjellet ledes også av et privat selskap – Lin Industrial. De mener at teknologien som kreves for en slik prestasjon, ikke er tilgjengelig nå, men anslår at den vil bli det i løpet av så lite som fem år. Totalt 50 rakettoppskytninger vil gjøre basen til en realitet, men til en kostnad på nesten 100 milliarder kroner.
Steg 3: å bo der
Når det gjelder menneskers skjøre innpakninger, presenterer Månen en rekke biologiske problemstillinger. Mennesker utviklet seg for å leve på Jorda, ikke en ufruktbar klump som befinner seg 402 336 km unna. Vi må også teste ut virkningen av endret tyngdekraft på biologien vår. «Null tyngdekraft er helt ødeleggende for menneskekroppen når det gjelder muskelsvinn og demineralisering av skjelettet», sier Dartnell. På Månen er tyngdekraften bare en sjettedel av det vi er vant til. «Vi vet ikke om det er sterkt nok til at kroppen skal forbli frisk», legger han til.
Stråling er en annen viktig utfordring som kolonisatorer vil møte. Jorda har en atmosfære og et magnetfelt som begge fungerer som gigantiske skjold som beskytter oss mot solpartikler og kosmiske stråler fra galaksen. Uten naturlig beskyttelse mot disse farene på Månen må vi finne en måte å skjerme oss på. Ellers vil strålingen trenge inn i astronautenes hud og dumpe sin energi i deres DNA, noe som fører til strålingssykdom, grå stær og høyere risiko for kreft.
Strålingsskjoldet må være et par meter tykt. «Du trenger en form for gravemaskin på Månen som du kan bruke til å begrave månebostedet ditt i måneregolitt», sier Dartnell, som holder fast ved ISRU-mantraet. Det vil være nok til å suge opp strålingen før den når fram til dem som bor på innsiden. De andre nødvendighetene er vann, oksygen og mat. Heldigvis finnes det vannis noen steder på Månen som kan stå for de to første nødvendighetene gjennom å smelte isen og splitte opp H2O for å komme til oksygenet. Mat kommer sannsynligvis fra innendørs drivhus som dyrker frukt og grønnsaker, som har betydning utover enkel næring. «På Antarktis har selv enkle ting som voksende tomater vist seg å være enormt fordelaktig for å holde folk mentalt friske», sier han.
Den psykologiske siden bør ikke glemmes. De første innbyggerne i en månekoloni kommer sannsynligvis til å være få – russerne planlegger for eksempel å starte med to personer før de øker til fire. Å arbeide i et presset, trangt og fremmed miljø kan være en utfordring for psyken. Her kan det læres fra tidligere eksperimenter, som romferdene til ISS samt Mars 500-prosjektet, hvor frivillige ble låst inne og levde isolert i 500 dager for å simulere en mulig ferd til Mars.
Hva kan vi lære?
Månens vitenskapelige tiltrekning er tydelig. Måneprøver returnert til Jorda av Apollo-astronautene har vært en uvurderlig ressurs for å forstå de indre mekanismene og historien til vår himmelske følgesvenn. Likevel er kunnskapen fortsatt begrenset, da bare en liten mengde materiale ble returnert fra noen få månesteder. En gruppe fastboende astronauter vil øke vår mulighet til å studere Månen betraktelig. «En god sammenlikning er hvordan en permanent menneskelig infrastruktur i Antarktis har gjort det mulig med vitenskapelig forskning som ikke ville ha skjedd dersom vi bare sendte automatiserte nyttelaster med fallskjerm fra tid til annen», forklarer Ian Crawford, planetforsker fra Birkbeck-universitetet i London.
Interessant nok kan boligutvikling på Månen utvide vår kunnskap om områder som ligger langt utover i solsystemet. Månen har lenge vært ansett som et utmerket sted å bygge teleskoper for å se utover i det fjerne kosmos. Optiske teleskoper vil ha en enestående utsikt over sentrum av Melkeveien, og radioteleskoper ville være skjermet fra den stadig økende radiobakgrunnen fra den moderne sivilisasjonen. Mennesker kan sendes for å bygge og betjene disse instrumentene, på samme måte som de gjør med teleskoper på fjelltoppene på Jorda.
Med så mange uutnyttede ressurser kan det hende at den første månebasen ikke finansieres av statlige romfartsbyråer i det hele tatt – privat romvirksomhet kan være først ute. En nylig NASA-studie foreslo at et offentlig-privat partnerskap kunne redusere kostnadene for oppdraget med hele 90 prosent.
Med målet om en permanent koloni også på Mars vil Månen være et utmerket sted å teste ut spirende teknologier. Det er mye tryggere – hvis ting går galt, tar det bare noen dager å komme seg til sikkerhet på Jorda. Alternativt kan nødforsyninger raskt sendes til Månens overflate. En utpost på Mars ville være langt fjernere, og det vil ta minst seks måneder for en etterlatt koloni å få hjelp.
Forfatter av artikkelen, Colin Stuart, er astronomiforfatter og medforfatter av The Big Questions in Science.
