Zvuči kao znanstvena fantastika, ali izgradnja ogromnog tornja nekoliko kilometara visokog na površini Mjeseca može biti najbolji način za iskorištavanje sunčeve energije za dugoročna istraživanja Mjeseca. Takvi bi tornjevi podigli solarne panele iznad geoloških obilježja koja ih ometaju na površini Mjeseca i proširili površinu raspoloživu za proizvodnju energije.
Uspješna buduća Mjesečeva baza bilo koje veličine zahtijevat će dva ključna resursa: vodu i struju. Otkad su u dubinama stalno zasjenjenih kratera u blizini Mjesečevog južnog pola otkriveni dokazi o zamrznutom vodenom ledu, polarna regija postala je NASA-in primarni cilj za buduća slijetanja na Mjesec . Voda se može koristiti za piće, naravno, i uzgoj biljaka, ali i kao raketno gorivo, ili se izdvaja na molekularnoj razini kako bi se dobio kisik koji može disati. No, dok se Mjesečeva voda nalazi duboko u bazenima kratera, proizvodnja električne energije vjerojatno će dolaziti s visine, iznad rubova kratera, gdje se zna da postoje 'vrhovi vječne svjetlosti'. Ovi vrhovi gotovo nikada ne doživljavaju sjenu i bili bi idealna mjesta za postavljanje solarnih ćelija za napajanje aktivnosti vađenja vode na Mjesecu.
'Vrhunci vječne svjetlosti' su, međutim, mali, a da bi ih maksimalno iskoristili, moglo bi imati smisla graditi na njima okomito - dramatično povećavajući korisnu površinu za nesmetanu proizvodnju sunčeve energije.
Iako će proći mnogo desetljeća prije nego što se takva konstrukcija ozbiljno pokuša, istraživači sa Sveučilišta Harvard već su počeli raditi na mogućnostima i ograničenjima takvog projekta. Pustili su a papir za prettisak na ArXivu krajem veljače koji istražuje fiziku i znanost o materijalima koji bi upravljali izgradnjom tako ogromnih lunarnih tornjeva.
Voda u blizini Mjesečevih polova. Kredit za sliku: NASA.
Na Zemlji, najviša zgrada ikada izgrađena, Burj Khalifa, visoka je 828 metara. Na Mjesecu je moguće graditi mnogo više od toga, jer lunarno okruženje nudi tri značajne prednosti.
Prvo, Mjesečeva gravitacija je samo 1/6 Zemljine, što znači da zgrade mogu izdržati pod vlastitom težinom na mnogo većim visinama. Drugo, lunarnom okruženju nedostaje atmosfera, što znači da graditelji na Mjesecu neće morati uzimati u obzir naprezanje jakih vjetrova kao na Zemlji. I konačno, Mjesečevo tiho seizmičko okruženje znači da graditelji lunarnih tornjeva neće morati brinuti o učincima potresa, točnije, Mjesečevih potresa.
Uzimajući u obzir ove parametre, istraživači su uspjeli izračunati da je minimalna debljina zida od 20 cm potrebna za sigurnu izgradnju betonskog tornja visine do nekoliko kilometara. Izgradnja više je moguća, ali se cijena i količina potrebnog betona dramatično povećavaju preko dva kilometra.
Burj Khalifa, najviša građevina na Zemlji, visoka je 828 metara. Kredit za sliku: Donaldytong, Wikipedia.
Istraživači su odabrali beton kao građevinski materijal jer se prilično lako može napraviti od lunarnog tla (regolita). Trošak transporta čeličnih greda (na primjer) sa Zemlje bio bi previsoki, tako da je mogućnost izgradnje tornjeva iz lunarnih resursa ključna. Istraživači su također izmjerili tlačnu deformaciju težine betona, kao i njegovu otpornost na izvijanje, kako bi utvrdili koliko visoka takva struktura može biti izvediva.
Dok bi tornjevi do 17 km mogli biti teoretski mogući, tim zaključio da “Masa i volumen regolita koji treba preraditi u beton u razumnom vremenu vrlo je vjerojatno da će neko vrijeme biti ograničavajući čimbenik. Ako nam je potrebno vrijeme izgradnje od 1 godine, onda bi toranj od 2 km morao obraditi 11 mt/dan. Toranj od 1 km zahtijevao bi 80% niže cijene. Čini se da su to uvjerljivi brojevi za desetljeće ili dva od sada.”
Dakle, visoki lunarni neboderi ne samo da su mogući, već mogu biti samo najpraktičnije rješenje za proizvodnju električne energije na Mjesecu na dugi rok. Dan kada Lunarna zgrada nadmaši visinu Burj Khalife još je daleko, ali s programom Artemis koji se planira vratiti na Mjesec u ovom desetljeću, temelji takvog projekta mogli bi biti postavljeni u ne tako dalekoj budućnosti.
Saznajte više: Sephora Ruppert, Amia Ross, Joost Vlassak, Martin Elvis, “ Tornjevi na Mjesecu: 1. Beton .'ArXiv predtisak.
Značajka: Izlazak Zemlje, snimila posada Apolla 8. Zasluge: NASA.