Drömmen om en mänsklig livsmiljö i omloppsbana om månen kom ett steg närmare den 27 september, när NASA och den ryska rymdorganisationen (Roscosmos) tecknade en gemensam vision för framtida mänsklig utforskning. Projektet, en uppföljning av International Space Station (ISS), innebär en anläggning placerad i en bana någonstans mellan jorden och månen-en region som kallas cis-månrum. Sett som en springbräda på väg mot djupare utforskning av rymden, det har kallats Deep Space Gateway, DSG.

NASA:s nya tunglyftraket, rymdlanseringssystemet, som fortfarande är under utveckling, kommer att möjliggöra byggandet av DSG. Den kommer att kompletteras med Rysslands mindre kraftfulla raketter Proton-M och Angara. Dock, det är vilseledande att framställa detta som ett rent partnerskap mellan Ryssland och USA, eftersom de tre andra ISS -partnerna (den europeiska, Japanska och kanadensiska rymdorganisationer) är mycket sannolikt också involverade.

Sedan Apollo 17 kom tillbaka från månen 1972, ingen människa har vågat sig längre hemifrån än "låg jordbana", en höjd av endast 400 km i fallet med ISS.

ISS började bygga 1998 och har sedan november varit kontinuerligt ockuperat av (vanligtvis) sex besättningar, 2000. Tidigare planerat att pågå till 2020, projektet har förlängts fram till 2024 och kan utökas längre. Men det åldras - och många skulle hävda att det redan borde ha ersatts. Det har kostat någonstans i området 150 miljarder dollar. Det är inte billigt, men, sätta det i sitt sammanhang, det fungerar ungefär som det mänskligheten har fritterat bort vid köp av läppstift under samma 20-årsperiod.

Vi kan förvänta oss en jämförbar eller större prislapp för DSG, som ska börja monteras i mitten av 2020-talet, förutsatt att NASA kan få sitt tungliftade rymdlanseringssystem klart i tid trots en osäker finansieringssituation.

Banor

DSG får sitt namn eftersom dess position bortom den djupaste delen av jordens gravitation väl, den starkaste delen av jordens tyngdkraftsfält, vilket innebär att du behöver mindre energi för att starta ett uppdrag därifrån. Det gör det till en bra iscensättning för avresa av mänskliga expeditioner till månytan och mer avlägsna destinationer som Mars. Det kan också fungera som en mottagningsanläggning för inledande undersökning (och karantän, för planetariskt skydd) av prover som tagits tillbaka från Mars eller andra kroppar.

Till skillnad från ISS, DSG skulle inte vara bebodd kontinuerligt. Nuvarande planer kräver ett årligt besök på 42 dagar av ett besättning med fyra medlemmar, i början. När den är ledig, instrument på DSG kan fortsätta samla in användbar vetenskaplig data, särskilt när det är nära månen. Det kommer inte att placeras i en låg månbana, men till speciella punkter i rymden, till exempel där gravitationsattraktionen mellan jorden och månen är balanserad. Detta gör att den kan följa en "nära rätlinjig halobana" (se video nedan). Ur månens synvinkel, DSG skulle upprepade gånger sopa lågt över en pol, erbjuder stora möjligheter för vetenskapliga mätningar.

Vid andra tillfällen kan DSG sitta längre från månen, i en halo-bana om en position på månen-jordlinjen känd som L₂ Lagrange-punkten. Balansen mellan gravitationskrafterna här gör det möjligt att "parkera" ett rymdfarkoster för att göra observationer.

Dock, dessa banor är bara kvasistabila, så några justeringar skulle vara nödvändiga för att behålla DSG i dessa konfigurationer utan att flyta bort någon annanstans. Den kanadensiska rymdorganisationen har föreslagit att man använder ett solsegel för att utföra det mesta, snarare än att använda bränsle. Jag tycker att det är en bra idé, eftersom solseglar, som får ett tryck från strålningstryck, har ännu inte testats tillräckligt för att testa deras potential - så detta är ett tillfälle att bedöma hur de bäst fungerar dem. Bortsett från deras användning vid manövrering runt solsystemet, sol segel kan en dag driva sonder till de närmaste stjärnorna.

Tävlingen

DSG är fortfarande mycket långt från verkligheten. Men det är ett logiskt nästa steg efter ISS-och alla långsiktiga multinationella kooperativa företag i rymden måste vara bra, med tanke på bråket mellan nationer som pågår här på jorden. Det kanske inte leder oss särskilt snabbt till Mars-regeringsfinansierade projekt är ofta kontantsträckta, vilket innebär att planerna kan ligga efter privata företagsinsatser som Elon Musk och hans supertunga interplanetära transportsystem, eller BFR.

Detta är bara Musks första steg. På tal vid den internationella astronautiska kongressen i Adelaide, han avslöjade sina egna ambitiösa planer för en månbas baserad av raketer till Mars 2022.

Hur det än kommer till stånd, det skulle säkert vara inspirerande att se astronauter som reser längre än jordens låga bana igen. En renoverbar plattform som DSG någonstans nära månen skulle erbjuda många sätt att studera både månen (personligen skulle jag vilja montera en röntgenspektrometer på DSG för att kartlägga fördelningen av de kemiska elementen över månytan) och samspelet mellan jorden och solen.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.