När rymdorganisationer förbereder sig för att återvända människor till månen, toppingenjörer tävlar om att designa en tunnelborrningsmaskin som kan gräva underjordiska kolonier för de första månens invånare.

"Rymden börjar bli en passion för många människor igen. Det finns diskussioner om att gå tillbaka till månen, denna gång för att stanna, "Den USA-iranska experten Jamal Rostami sa till AFP vid årets World Tunnel Congress i Neapel.

USA:s president Donald Trumps administration vill att NASA ska sätta tillbaka människor på månen år 2024, och byrån utarbetar också planer för en "Gateway"-station som ska fungera som en plattform för astronauter som reser till och från månens yta.

Miljardärerna Elon Musk och Jeff Bezos är bland dem som febrilt tävlar om militären, civila eller kommersiella lanseringar, med Musks SpaceX som leder tävlingen om att bygga raketer redo att flyga i tid.

Men de hårda förhållandena på månens yta betyder att, väl där uppe, människor måste skyddas från strålning och minusgrader i strukturer som upprätthåller atmosfärstrycket i ett vakuum.

De behöver också skydd mot meteoritnedslag.

"Föreställ dig något lika stort som min knytnäve som en stenbit som kommer i 10-12 kilometer (6-7 miles) per sekund, det kan träffa vad som helst och skulle omedelbart förstöra det, " sa Rostami vid mötet i södra Italien.

"Så varje plan för att ha en livsmiljö på månen innebär att göra ett dike, skapa en struktur och täcka den med någon form av regolit, som är jorden på månen.

"Vår idé är att faktiskt börja under jorden, med hjälp av en mekanism som vi redan använder på jorden, en tunnelborrmaskin, att göra en kontinuerlig öppning för att skapa livsmiljöer eller koppla samman kolonierna, " han lade till.

Analys av bilder av månens yta visar lavarör som kan hysa stora städer under jord, sa Rostami, chef för Earth Mechanics Institute vid US Colorado School of Mines.

Effektivisering

Men att få upp något så stort som en tunnelborrmaskin kommer att vara ingen lätt uppgift.

"Vikten är ett problem. Det är ganska dyrt att ta ett kilo material från jorden till månen. Våra maskiner väger hundratals ton, så det är inte möjligt att ta maskinerna som de är, " han sa.

"Vi måste konvertera designen, där alla komponenter är optimerade, väger mycket mindre, och prestera bättre."

Maskinerna måste också bli helautomatiserade och reparationer reduceras till ett minimum, en speciell utmaning när man arbetar med verktyg som upplever mycket slitage när de äter genom sten och smuts.

Det är också frågan om hur man driver dem.

Med en maskin med fyra meter i diameter som behöver cirka 2, 000 kilowatt energi, experter diskuterar om det är möjligt att använda små kärnkraftverk för att driva en månversion, han sa.

Frusen skatt

Det kan finnas 1, 000 människor som bor i yttre rymden år 2050 – antingen i omloppsbana eller på månen – enligt American United Launch Alliance, som uppskattar att denna första rymdutforskning kommer att kosta 2,7 biljoner dollar.

Trots en del tal om att de första rymdbefolkningen använde gruvverktyg som borrmaskiner för måntunnel (LTBM) för att gräva efter dyrbara mineraler, Rostami sa att deras prioriteringar skulle ligga i att utvinna något ännu mer värdefullt.

"Vi pratar inte om guld. Det första målet är vatten. Vi vet att det finns instängt vatten vid månens poler, där temperaturen är så låg som -190 grader Celsius (-310 Fahrenheit)".

"En av idéerna som diskuteras är att värma delen i permanent skugga, avdunsta vattnet och fånga upp det, sade Rostami, som har lanserat världens första magisterexamen och doktorsexamen i rymdresursteknik i Colorado.

"En annan idé är att bryta det, och ta den till en anläggning och låt den tina. Materialet som utvinns tillsammans med vattnet kan sedan användas för att 3D-printa byggnader i kolonierna, " han sa.

En sak är säker:den framtida LTBM kommer att genomgå rigorösa pilottester på jorden först "eftersom när den väl har distribuerats, det var det. Det kommer att bli mycket svårt att göra några drastiska förändringar”.

© 2019 AFP