Det låter som science fiction, men att bygga ett enormt torn flera kilometer högt på månens yta kan vara det bästa sättet att utnyttja solenergi för långsiktig månutforskning. Sådana torn skulle höja solpaneler över att hindra geologiska särdrag på månens yta, och utöka den tillgängliga ytan för elproduktion.

En framgångsrik framtida månbas av vilken storlek som helst kommer att kräva två nyckelresurser:vatten och kraft. Ända sedan bevis på frusen vattenis upptäcktes i djupet av permanent skuggade kratrar nära månens sydpol, polarområdet har blivit NASA:s primära mål för framtida månlandningar. Vatten kan användas för att dricka, självklart, och växande växter, men också som raketbränsle eller separeras ut på molekylär nivå för att göra andningsbart syre. Men medan månens vatten finns djupt i kraterbassängerna, elproduktion kommer sannolikt från högt upp, ovanför kraterkanterna, där "toppar av evigt ljus" är kända för att existera. Dessa toppar upplever nästan aldrig skugga, och skulle vara idealiska platser för att placera solceller för att driva vattenutvinningsaktiviteter på månen.

Det eviga ljusets toppar är små, dock, och för att göra det bästa av dem, det kan vara vettigt att bygga på dem vertikalt – dramatiskt öka den användbara ytan för fri solenergiproduktion.

Även om det kommer att ta många decennier innan någon sådan konstruktion görs på allvar, forskare vid Harvard University har redan börjat utarbeta möjligheterna och begränsningarna för ett sådant projekt. De släppte ett förtryckspapper om ArXiv i slutet av februari som utforskar fysiken och materialvetenskapen som skulle styra konstruktionen av sådana enorma måntorn.

På jorden, den högsta byggnaden som någonsin byggts, Burj Khalifa, är 828 meter hög. På månen, det är möjligt att bygga mycket högre än så eftersom månmiljön erbjuder tre betydande fördelar.

Först, månens gravitation är bara 1/6 av jordens, vilket innebär att byggnader kan hålla sig under sin egen vikt på mycket högre höjder. Andra, månmiljön saknar atmosfär, vilket innebär att byggare på månen inte behöver ta hänsyn till påfrestningarna från kraftiga vindar som de gör på jorden. Och slutligen, månens tysta seismiska miljö gör att måntornsbyggare inte behöver oroa sig för effekterna av jordbävningar – eller snarare, månbävningar.

Med hänsyn till dessa parametrar, forskarna kunde beräkna att en minsta väggtjocklek på 20 cm krävs för att säkert bygga ett betongtorn upp till flera kilometer högt. Att bygga högre är möjligt, men kostnaden och mängden betong som krävs ökar dramatiskt över två kilometer.

Forskarna valde betong som byggmaterial eftersom det ganska enkelt kan tillverkas av månjord (regolit). Kostnaden för att transportera stålbalkar från jorden skulle vara oöverkomliga, så att kunna konstruera tornen från månens resurser är viktigt. Forskarna mätte också trycktöjningen av betongens vikt, såväl som dess motståndskraft mot buckling, för att avgöra hur hög en sådan struktur kan byggas.

Medan torn upp till 17 km teoretiskt sett kan vara möjliga, teamet drog slutsatsen att "massan och volymen av regolit som behöver bearbetas till betong inom rimlig tid kommer troligen att vara den begränsande faktorn under en tid. Om vi ​​kräver en byggtid på ett år, då skulle ett 2 km torn behöva bearbeta 11 mt/dag. Ett 1 km torn skulle kräva 80 % lägre priser. Dessa verkar som rimliga siffror för ett eller två decennier från och med nu."

Så höga månskyskrapor är inte bara möjliga, men kan bara vara den mest praktiska lösningen för kraftgenerering på månen på lång sikt. Dagen när en månbyggnad överträffar Burj Khalifas höjd är fortfarande långt kvar, men med Artemis-programmet som planerar att återvända till månen detta årtionde, grunden för ett sådant projekt kan komma att läggas inom en inte alltför avlägsen framtid.