Zní to jako sci-fi, ale postavit obrovskou věž několik kilometrů vysoko na měsíčním povrchu může být tím nejlepším způsobem, jak využít sluneční energii pro dlouhodobý průzkum Měsíce. Takové věže by zvedly solární panely nad překážející geologické útvary na měsíčním povrchu a rozšířily povrchovou plochu dostupnou pro výrobu energie.
Úspěšná budoucí měsíční základna jakékoli velikosti bude vyžadovat dva klíčové zdroje: vodu a energii. Od doby, kdy byly v hlubinách trvale zastíněných kráterů poblíž jižního pólu Měsíce objeveny důkazy o zmrzlém vodním ledu, polární oblast se stala primárním cílem NASA pro budoucí přistání na Měsíci . Vodu lze samozřejmě použít k pití a pěstování rostlin, ale také jako raketové palivo nebo ji lze oddělit na molekulární úrovni a vytvořit dýchatelný kyslík. Ale zatímco se měsíční voda nachází hluboko v kráterových pánvích, energie bude pravděpodobně pocházet z výšek, nad okrajem kráterů, kde je známo, že existují „vrcholy věčného světla“. Tyto vrcholy téměř nikdy nepociťují stín a byly by ideálními místy pro umístění solárních článků k napájení činností těžby vody na Měsíci.
„Vrcholy věčného světla“ jsou však malé, a aby bylo možné z nich vytěžit maximum, mohlo by mít smysl stavět na nich vertikálně – což dramaticky zvětšuje využitelnou plochu pro výrobu solární energie bez překážek.
I když bude trvat mnoho desetiletí, než se o jakoukoli takovou stavbu seriózně pokusí, vědci z Harvardské univerzity již začali zjišťovat možnosti a omezení takového projektu. Vydali a předtiskový papír na ArXiv na konci února, která zkoumá fyziku a materiálové vědy, které by řídily stavbu tak obrovských lunárních věží.
Voda v blízkosti měsíčních pólů. Obrazový kredit: NASA.
Nejvyšší budova na Zemi, Burdž Chalífa, je vysoká 828 metrů. Na Měsíci je možné stavět mnohem výš, protože měsíční prostředí nabízí tři významné výhody.
Za prvé, gravitace Měsíce je pouze 1/6 gravitace Země, což znamená, že budovy se svou vlastní váhou udrží v mnohem větších výškách. Zadruhé, měsíční prostředí postrádá atmosféru, což znamená, že stavitelé na Měsíci nebudou muset počítat s napětím silných větrů jako na Zemi. A konečně, tiché seismické prostředí Měsíce znamená, že stavitelé lunárních věží se nebudou muset obávat účinků zemětřesení, nebo spíše měsíčních otřesů.
S přihlédnutím k těmto parametrům byli vědci schopni vypočítat, že pro bezpečnou stavbu betonové věže vysoké až několik kilometrů je zapotřebí minimální tloušťka stěny 20 cm. Stavět výš je možné, ale náklady a množství potřebného betonu se dramaticky zvýší za dva kilometry.
Burdž Chalífa, nejvyšší budova na Zemi, měří 828 m. Obrazový kredit: Donaldytong, Wikipedia.
Výzkumníci zvolili beton jako stavební materiál, protože jej lze poměrně snadno vyrobit z měsíční půdy (regolitu). Náklady na přepravu ocelových nosníků (například) ze Země by byly neúnosné, takže schopnost postavit věže z lunárních zdrojů je zásadní. Vědci také měřili tlakovou deformaci hmotnosti betonu a také jeho odolnost proti vybočení, aby určili, jak vysoká by taková konstrukce mohla být reálně postavena.
Zatímco věže do 17 km by mohly být teoreticky možné, tým uzavřel, že „Hmota a objem regolitu, který je potřeba zpracovat na beton v rozumném čase, bude dost pravděpodobně po nějakou dobu limitujícím faktorem. Pokud požadujeme dobu výstavby 1 rok, pak by 2 km věž musela zpracovat 11 mt/den. Věž o délce 1 km by vyžadovala o 80 % nižší sazby. To se zdají jako věrohodná čísla za desetiletí nebo dvě.'
Takže tyčící se lunární mrakodrapy jsou nejen možné, ale mohou být z dlouhodobého hlediska nejpraktičtějším řešením pro výrobu energie na Měsíci. Den, kdy lunární budova překoná výšku mrakodrapu Burdž Chalífa, je ještě daleko, ale vzhledem k tomu, že program Artemis plánuje návrat na Měsíc v tomto desetiletí, základy takového projektu mohou být položeny v nepříliš vzdálené budoucnosti.
Zjistěte více: Sephora Ruppert, Amia Ross, Joost Vlassak, Martin Elvis, “ Věže na Měsíci: 1. Beton .'Předtisk ArXiv.
Hlavní snímek: Earthrise, pořízený posádkou Apolla 8. Poděkování: NASA.
