Under de kommande decennierna hoppas många rymdbyråer att göra besättningar till månen och till och med etablera utposter där. Mellan NASA, Europeiska rymdorganisationen (ESA), Roscosmos och de indiska och kinesiska rymdorganisationerna finns det faktiskt ingen brist på planer för att bygga månbaser och bosättningar. Dessa kommer inte bara att etablera en mänsklig närvaro på månen, utan underlätta uppdrag till Mars och djupare i rymden.
Till exempel planerar ESA att bygga en "internationell månby" på månen fram till 2030-talet. Som den andliga efterträdaren till International Space Station (ISS) skulle denna by också möjliggöra vetenskaplig forskning i en månmiljö. För närvarande planerar europeiska forskare hur man ska bygga upp denna by, som inkluderar att genomföra experiment med måndammsimulanter för att skapa tegel.
För att uttrycka det enkelt, är hela månens yta täckt med damm (alias regolith) som består av fina partiklar av grovt silikat. Detta damm bildades under miljarder år av ständiga meteoritpåverkan som dundrade silikatmanteln till fina partiklar. Det har förblivit i ett grovt och fint tillstånd på grund av att månens yta inte upplever någon väderbildning eller erosion (på grund av bristen på en atmosfär och flytande vatten).
Eftersom det är så rikligt att nå djup på 4-5 meter (13-16,5 fot) på vissa platser - och upp till 15 meter (49 fot) i de äldre höglandsområdena - anses regolith av många rymdbyråer vara byggmaterialet val för månens bosättningar. Som Aidan Cowley, förklarade ESA: s vetenskapliga rådgivare och en expert när det gäller månjord, i ett nyligen offentliggjort ESA: s pressmeddelande:
”Månstenar kommer att vara gjorda av damm. Du kan skapa solida block för att bygga vägar och startkuddar eller livsmiljöer som skyddar dina astronauter från den hårda månmiljön. ”
Förutom att dra fördel av en till synes outtömlig lokal resurs visar ESA: s planer på att använda månregolith för att skapa denna bas och relaterad infrastruktur deras engagemang för resursanvändning in situ. I grund och botten kommer baser på månen, Mars och andra platser i solsystemet att vara så självförsörjande som möjligt för att minska beroendet på jorden för regelbundna leveranser av leveranser - vilket både skulle vara dyrt och resurskrävande.
För att testa hur månregolit skulle gå som byggnadsmaterial har ESA-forskare använt Moon dammsimulanter skördade här på jorden. Som Aiden förklarade är regolit på både Jorden och månen produkten av vulkanism och är i grund och botten basaltiskt material som består av silikater. "Månen och jorden delar en gemensam geologisk historia," sade han, "och det är inte svårt att hitta material som liknar det som finns på månen i resterna av lavaflöden."
Simulanten skördades från regionen kring Köln, Tyskland, som var vulkaniskt aktiv för cirka 45 miljoner år sedan. Med hjälp av vulkaniskt pulver från dessa forntida lavaflöden, som fastställdes vara en bra match för måndamm, började forskare från European Astronaut Center (EAC) att använda pulvret (som de har kallat EAC-1) för att skapa prototyper av tegelstenarna som skulle användas för att skapa månbyn.
Rymdskepp EAC, ett ESA-initiativ som är utformat för att ta itu med utmaningarna från besättningsutrymme, arbetar också med EAC-1 för att utveckla teknologier och koncept som kommer att behövas för att skapa en månpost och för framtida uppdrag till månen. Ett av deras projekt handlar om hur man använder syret i måndamm (som står för 40% av det) för att hjälpa astronauter att ha längre vistelser på månen.
Men innan ESA kan logga av på måndamm som byggnadsmaterial måste ett antal tester fortfarande genomföras. Dessa inkluderar återskapande av måndamms beteende i en strålningsmiljö för att simulera deras elektrostatiska beteende. I decennier har forskare vetat att månstoft är elektriskt laddat på grund av hur det ständigt bombarderas av sol- och kosmisk strålning.
Det är detta som får den att lyfta från ytan och klamra sig fast vid allt som den berör (som Apollo 11-astronauterna märkte när de återvände till Lunar-modulen). Som Erin Transfield - en medlem av ESA: s topiska team för måndamm - antydde, förstår forskare fortfarande inte fullt ut månens damms elektrostatiska natur, vilket kan utgöra ett problem när det gäller att använda det som byggnadsmaterial.
Dessutom har strålningsmiljöexperimenten inte gett några avgörande resultat än. Som en biolog som drömmer om att vara den första kvinnan på månen, indikerade Transfield att mer forskning är nödvändig med faktiskt måndamm. "Detta ger oss ytterligare en anledning att gå tillbaka till månen," sade hon. "Vi behöver orörda prover från ytan som utsätts för strålningsmiljön."
Utöver att etablera en mänsklig närvaro på månen och möjliggöra djuputrymmeuppdrag, skulle byggandet av ESA: s föreslagna månby by också erbjuda möjligheter att utnyttja ny teknik och skapa smarta partnerskap mellan den offentliga och privata sektorn. Till exempel har ESA samarbetat med arkitektoniska designfirman Foster + Partners för att komma med designen för deras månby, och andra privata företag har rekryterats för att hjälpa till att undersöka andra aspekter av att bygga den.
För närvarande planerar ESA att bygga sin internationella månby i södra polära regionen, där riklig vattenis har upptäckts. För att undersöka detta kommer ESA att skicka sitt paket för resursobservation och in situ-prospektering för prospektering, kommersiell exploatering och transport (PROSPECT) uppdrag till månen 2020, som kommer att resa som en del av det ryska Luna-27-uppdraget.
Detta uppdrag, en gemensam ansträngning mellan ESA och Roscosmos, kommer att involvera en ryskbyggd lander som sätter sig ned i Moon's South Pole-Aitken Basin, där PROSPECT-sonden kommer att distribuera och borras i ytan för att hämta isprover. Framöver kräver ESA: s långsiktiga planer också en serie uppdrag till månen som börjar på 2020-talet och som skulle involvera robotarbetare som banar vägen för mänskliga utforskare att landa senare.
Under de kommande decennierna är avsikten med världens ledande rymdbyråer tydliga - inte bara ska vi tillbaka till månen utan vi tänker stanna där! För detta ändamål läggs avsevärda resurser på för att undersöka och utveckla nödvändig teknik och koncept som krävs för att detta ska kunna ske. Vid 2030-talet kanske vi bara ser astronauter (och till och med privata medborgare) komma och gå från månen med regelbunden frekvens.
Och se till att kolla in den här videon om EAC: s ansträngningar att studera månregolit, med tillstånd av ESA:
