Em 1975, três anos após o desembarque final da Apollo Moon, Space: 1999 foi ao ar pela primeira vez na televisão britânica.  Tudo começou com uma explosão nuclear que levou a Lua e uma colônia lunar internacional de mais de 300 pessoas, fora de sua órbita e em uma viagem desconhecida ao espaço.
A série de TV obviamente impressionou um jovem Elon Musk porque, quando o fundador da SpaceX revelou seus planos para uma colônia lunar em agosto de 2017, ele chamou de Moonbase Alpha após a base lunar no Space: 1999. “Show de queijo”, Musk twittou  “Mas eu adorei.”
A SpaceX não está sozinha, querendo que os humanos voltem à Lua.  A agência espacial chinesa CNSA (Administração Nacional do Espaço da China) anunciou os próximos estágios de suas bem-sucedidas missões de exploração lunar de Chang’e – pouco depois de Chang’e 4 se tornar a primeira espaçonave a fazer um pouso suave no outro lado da Lua.
Chang e 5 e 6 serão amostras de missões de retorno enquanto Chang’e 7 fará o levantamento do Pólo Sul, uma região de interesse específico para a habitação humana, porque contém gelo de água.  “Esperamos que o Chang’e 8 ajude a testar algumas tecnologias e faça algumas explorações”, disse em janeiro o vice-chefe da CNSA, Wu Yanhua, “para a construção de uma base lunar comum compartilhada por vários países”.

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A China não está sozinha nessa ambição.  Em todo o mundo, 50 anos após os desembarques da Lua, os aspectos práticos de uma base lunar estão tomando forma.  A ironia é que, enquanto apenas os Estados Unidos da América deixaram pegadas na Lua, os americanos agora estão tendo que se atualizar.  Ele não revelou planos para uma base lunar permanente. O foco principal da Nasa até então era Marte.  A Agência Espacial Européia (Esa) já estava um passo à frente.

Aldeia da lua

ESA anunciou planos para uma base lunar permanente em 2016. Pioneiro de seu novo diretor-geral, Jan Woerner, sua visão de uma “aldeia lunar” conteria uma população diversificada de pessoas – de cientistas a artistas – e organizações públicas e privadas.  Isto poderia ser para pesquisa astronômica, turismo ou prospecção geológica de minerais em falta na Terra.
Ele estava definitivamente à frente da curva.  Ariel Ekblaw, fundador da Iniciativa de Exploração Espacial do MIT Media Lab, também quer “democratizar o espaço” e, para esse fim, reuniu grupos de pesquisa multidisciplinares que vão desde robótica e neurobiologia sintética até arquitetura, arte, espaço e design.

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Nem todo mundo costumava pensar assim, mas o assessor científico da Esa, Aidan Cowley, também acolheu a ideia de Woerner, pois ele foi um dos santos rtf primeiros a trabalhar com tecnologias lunares no Centro Europeu de Astronautas da Esa, em Colônia, na Alemanha.  “No começo, todos me olhavam como se eu tivesse uma segunda cabeça”, ele ri, “então, para mim, foi muito gratificante ver o aumento de interesse e esse foco na Lua.  Jan leu as folhas de chá.
Ao contrário da Nasa, que tem uma política de exclusão para trabalhar com a China em voos espaciais, a Esa também colabora com a CNSA.  “No ano passado, tivemos os astronautas da Esa, Matthais Maurer e Samantha Cristoforretti, participando com colegas chineses em resgate e sobrevivência no mar”, diz Cowley.
A Nasa pretende pousar astronautas na superfície lunar até 2030 e está planejando uma plataforma orbital lunar chamada Gateway.  Empresas privadas também estão indo para a lua.  A Blue Origin, por exemplo, está em parceria com a OHB e a MT Aerospace em seu Nave de carga Blue Moon para um pouso lunar.  Mas, qualquer que seja a organização que chegar primeiro, a principal prioridade será a sobrevivência.  O maior tempo que os humanos viveram na Lua até agora é de apenas três dias.  Para estadias mais longas, não é o mais acolhedor dos destinos.

Lua do Destino

A Lua tem temperaturas variando de 127 a -173 C (260 a -343F).  Então há radiação e a baixa gravidade, um sexto da gravidade da Terra.  Um dia lunar também é em torno de 29 dias terrestres, o que significa duas semanas de luz do dia seguidas por duas semanas de escuridão – um problema para a energia solar.  Qualquer nova tecnologia para um posto avançado lunar deve, portanto, funcionar sob essas condições.
A competição durará cinco anos porque a ambição da Corrida da Lua é levar a melhor ideia da equipe até a superfície da Lua – Pierre-Alexis Joumel
Com esse objetivo em mente, várias organizações – incluindo a Blue Origin, a Airbus Defence and Space ea Esa – recentemente ajudaram a criar uma organização sem fins lucrativos chamada The Moon Race.  Esta competição global é incentivar empresas a desenvolver tecnologias nas áreas de manufatura, produção de energia, recursos (encher uma garrafa com água lunar) e biologia (para sustentar a primeira estufa lunar) e será lançada oficialmente em outubro de 2019 no Congresso Internacional de Astronáutica.

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“Vamos emitir diretrizes e regras no próximo mês”, diz o engenheiro espacial Airbus, da Alemanha, e o co-fundador da Moon Race, Pierre-Alexis Joumel.  “A competição durará cinco anos porque a ambição de The Moon Race é levar a melhor ideia da equipe até a superfície da Lua.”
Os protótipos de tecnologia selecionados para testes em condições lunares vão pegar uma carona a bordo de uma missão lunar.  “As missões que visamos são principalmente de agências espaciais.  Um está planejado para 2024-25 ”.

Construindo uma casa

Apesar da arte conceitual imaginativa das primeiras bases lunares, a realidade é mais básica.  E cinza.  Viajar para a Lua é caro.  Quanto mais pesada for a carga útil, mais combustível será necessário e maior será o custo.  Construir um espaço vital a partir dos recursos disponíveis da Lua faz sentido.  Há o potencial de usar tubos de lava, túneis formados durante o passado vulcânico da Lua, como abrigos com acesso a gelo congelado sob a superfície.  Mas um plano mais imediato é construir um habitat usando o regolito lunar, a fina areia cinza balsáltica escura que é semelhante à areia vulcânica da Terra.

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O professor Matthias Sperl, da Universidade de Colônia, trabalha com a Agência Espacial Alemã, DLR, usando pó vulcânico para fazer tijolos.  O simulador regolito é mantido em conjunto usando um processo chamado sinterização, onde a luz solar concentrada ou os lasers unem o material.  Ele usou impressoras 3D para construir tijolos de formas diferentes para ver qual funcionava melhor.  “O que podemos construir com as técnicas e formas atuais são elementos de construção interligados”, disse Sperl.  “Não estamos construindo Lego, mas temos blocos interligados”.
Esses tijolos “constroem algo como um iglu, então é forte contra a pressão adicional de cima”. A pressão seria de uma camada de mais ou menos de regolito solto, para oferecer uma proteção natural contra a radiação, pois não há vento na Lua para  explodi-lo.
“Você precisa trazer um metro quadrado ou mais lente grande para capturar a luz solar para permitir a sinterização 3D e impressão de poeira lunar”, disse Sperl.  “Então você precisa de um astronauta ou, na maioria das vezes, de um robô para juntar essas peças para reunir um assentamento.”
Oxigênio dentro do próprio regolito lunar também pode ser extraído para respirar
Mas construir apenas uma estrutura seria um processo lento.  “Demora cerca de cinco horas para fazer um tijolo”, disse Sperl “, e você precisa de 10.000 tijolos para um iglu. Vai levar meses.”
Esse tempo poderia ser reduzido se mais lentes estivessem em operação e a construção fosse realizada de forma robotizada, mas é um plano viável.  “O regolito lunar pode construir algo tão forte quanto concreto”, disse Sperl.  “As tecnologias atuais dão apenas um quinto dessa força, em torno da de gesso, por isso é necessário mais investimento para chegar aos pontos fortes finais”.
O próximo estágio é avaliar.  Felizmente, a construção começará no final deste ano em uma grande instalação lunar de Esa, que pode ajudar a se preparar para as duas tecnologias e para viver na Lua.

Sobrevivência

Como evidências de gelo de água foram detectadas nos pólos lunares e finalmente confirmadas pela Nasa em agosto do ano passado, é provável que qualquer base lunar esteja localizada nesses locais.  Não é coincidência que o jipe ​​Yutu 2 de Chang’e 4 esteja coletando informações na Bacia Aitken do Pólo Sul.  O gelo de água pode ser encontrado na superfície em áreas permanentemente sombreadas de cruuateras e subterrâneas.

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Oxigênio dentro do próprio regolito lunar também poderia ser extraído para respirar.  A fonte mais provável é a ilmenita (FeTiO3) que, quando combinada com o hidrogênio a temperaturas de cerca de 1.000C (1.832F), produz vapor de água, que então precisa ser separado para produzir hidrogênio e oxigênio.

Para começar, os astronautas precisarão levar suprimentos de comida e bebida.  Chang’e 4 causou excitação ao germinar e criar uma semente, mas produzir alimentos sustentáveis ​​no espaço não é uma ideia nova.  Tudo começou em 1982, quando os cosmonautas soviéticos cultivaram Arabidopsis thaliana, um membro da família das mostardas, na estação espacial Salyut 7.  Em 2010, a Universidade do Arizona desenvolveu um protótipo de ‘estufa lunar’ – um sistema hidropônico usando um tubo coberto de membrana de 5,5 metros, lâmpadas de vapor de sódio e “envelopes” para segurar as sementes usando dióxido de carbono da respiração e urina dos astronautas.  agua.  Cabos de fibra ótica fornecem luz solar.

Energia

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Novas tecnologias energéticas serão fundamentais para viver na Lua.  As células de combustível na Terra exigem uma reação química entre o hidrogênio e o oxigênio (geralmente do ar) para produzir eletricidade, com a água como subproduto.  Enquanto não há atmosfera na Lua, os ingredientes estão lá.
“Você poderia dividir a água que temos na Lua e, durante a noite, recombiná-la para produzir eletricidade”, diz Cowley, que está desenvolvendo essas novas tecnologias.  “Durante o dia, temos muita energia solar, provavelmente excesso para dividir a água em hidrogênio e oxigênio, por isso é uma ferramenta única que podemos usar na Lua para sustentar uma missão de longa duração.”
Há também o potencial de armazenamento de energia térmica usando um processo semelhante às bombas de calor.  “Na Lua não temos convecção porque não há vento, então o calor do Sol permanece no regolito”, diz Cowley.  “Poderíamos usar uma lente ou espelho para focar a luz do sol no solo e usar esse recurso para manter uma base aquecida ou gerar eletricidade.”
Uma vez que essas tecnologias sejam aperfeiçoadas e testadas para garantir que funcionem sob condições lunares, os astronautas poderão construir uma base lunar.  Será mais cedo do que você pensa.