Специалисты в области космической техники считают, что для создания постоянной лунной базы не требуется транспортировка с Земли различных модулей. Они предлагают теоретически несложный метод, позволяющий одновременно обеспечить защиту от радиации и сформировать замкнутое пространство, пригодное для дыхания без использования скафандров. Суть его заключается в размещении базы в лунном кратере и создании над ним «крыши», изготовленной из лунного грунта – реголита.
В ближайшие десятилетия южный полюс Луны планируется преобразовать в нечто похожее на Антарктиду: ведущие космические державы заявляют о намерении возвести там постоянные базы. В рамках американской программы «Артемида» предполагается осуществить первую высадку на Луну в 2027 году с пребыванием сроком в шесть суток, а в дальнейшем – создать модули и обеспечить все условия для жизни и работы на поверхности естественного спутника Земли в течение нескольких недель или даже месяцев.
Китай также разрабатывает схожие проекты, но в их реализации задействованы специалисты в области космической техники обдумывают несколько другой вариант — обосноваться не на поверхности, а «обжить» лунную лавовую трубу, один из тоннелей, которые миллиарды лет назад пробурила в недрах Луны раскаленная магма. Эти пещеры привлекательны тем, что представляют собой «готовое» убежище от радиации, а для долгосрочных лунных миссий это серьезный вопрос. Но у лавовых труб есть серьезный недостаток — риск обрушения «потолка».
Недавно исследователи из Польши и Великобритании представили интересную альтернативу всем ранее рассмотренным подходам — выбрать кратер, соответствующий определенным параметрам, таким как размеры, глубина и местоположение, и накрыть его специальной конструкцией. В статье, опубликованной в журнале Nature исследователи рассказали, предполагается, что для возведения этой конструкции можно будет использовать непосредственно лунный грунт.
Действительно, для получения строительной смеси на его основе необходимо доставить с Земли щелочной активатор и приготовить раствор, что подразумевает использование воды. Теоретически, доставлять воду с Земли не обязательно, поскольку она присутствует в лунной мерзлоте в виде льда на дне кратеров, однако для ее извлечения и плавления потребуется создание достаточного давления.
Авторы концепции полагают, что воплотить эту задумку в жизнь вполне возможно, и на Луне можно будет производить долговечный строительный материал, известный как геополимер. В рамках экспериментального исследования он был создан из «аналога» лунного грунта – вещества под названием LHS-1 (Lunar Highlands Simulator – «имитатор грунта лунных возвышенностей»). Его изготовление осуществляется в США на основе информации о составе образцов, привезенных миссиями «Аполлон».
В дальнейшем планируется использовать данный геополимер на Луне, заливая его в специальные формы и создавая условия для затвердевания. Для этого потребуется температура от +60 градусов Цельсия и вакуум, что, по оценкам, вполне возможно обеспечить в условиях продолжительного лунного дня.
После этого полученные элементы толщиной приблизительно 50 сантиметров необходимо будет объединить в общую конструкцию. Специалисты изучили различные подходы: создание выпуклой формы, напоминающей «купол» с подъемом в полметра или метр, использование «крышки» с аналогичной вогнутостью и монтаж абсолютно ровной плиты.
Проведенные тесты на прочность при сжатии и растяжении выявили, что наиболее надежной является вогнутая конструкция «крыши». Внутри этой конструкции планируется создать атмосферу, схожую с земной и пригодную для дыхания, а также поддерживать соответствующее давление. Воздух, оказывая давление на внутреннюю поверхность крыши, будет способствовать ее удержанию в вогнутом состоянии, что обеспечит максимальную эффективность: давление будет прижимать края крыши к ободу кратера, тем самым улучшая герметичность.
Разработчики проекта провели необходимые расчеты для возведения подобной конструкции над кратером диаметром 17 метров и глубиной шесть метров, расположенным в Море Спокойствия, недалеко от экватора и вблизи места посадки «Аполлона-11». Специалисты выбрали этот район, поскольку он хорошо исследован и характеризуется максимальным нагревом поверхности под воздействием солнечных лучей. Как отмечалось ранее, в настоящее время планируется создание постоянных лунных баз в районе Южного полюса, где солнечные лучи достигают поверхности под небольшим углом.