ناسا تعتزم إرسال البشر إلى القمر مرة أخرى. أين سيعيشون، وكيف سيلبيون احتياجاتهم اليومية؟
في كتاب آرثر سي. كلارك "2001: رحلة فضائية"، وأكثر من ذلك في فيلمه وستانلي كوبريك، تم وصف الحياة اليومية لمستعمرة قمرية نشطة كان من المفترض أن يتم إنشاؤها منذ بعض الوقت. ومع ذلك، يبدو أن السياسيين لم يضعوا هذا في الاعتبار (نيكسون، كارتر، ريغان)، وتراجع الاهتمام العام الأمريكي بالعلم، ونتائج الحرب في فيتنام والحرب الباردة المستمرة تعني أن قدم الإنسان لم تطأ قدمه. سطح القمر منذ مهمة أبولو في 17 ديسمبر 1972. وفي اللحظة الأخيرة، تم إلغاء ثلاث رحلات أخرى لأبولو، على الرغم من أن المركبات الفضائية الخاصة بها كانت قد تم بناؤها بالفعل.
ربما تكون العودة إلى القمر هذه المرة أمراً لا مفر منه، إلا إذا طغت الأزمة الاقتصادية الحالية على صناع القرار. والسبب في ذلك هو أن المنافسة بدأت تظهر من الدول الآسيوية - الصين بشكل رئيسي، ولكن أيضًا الهند - التي تشير إلى أنها تنوي إرسال البشر إلى القمر. وكما كان الحال في الستينيات من القرن الماضي، كان هناك خوف من أن أولئك الذين يريدون الوصول إلى القمر سيضطرون إلى تعلم اللغة الروسية من أجل التحدث مع أولئك الذين يقيمون بالفعل على سطحه. وهذه المرة يخشى الأميركيون أن يُطلب منه تعلم اللغة الصينية، ما لم تحافظ الولايات المتحدة على كلمتها وتستمر في التخطيط للرحلة إلى القمر.
على أية حال، لتمييز الرحلات إلى القمر في القرن الحادي والعشرين عن تلك التي تمت في الفترة من 21 إلى 1972، يبدو أنها هذه المرة ستكون مهمات أطول بكثير. ولذلك تعمل ناسا على تطوير جيل جديد من المعدات التي ستلبي احتياجات المهمة الجديدة: روبوتات ذكية تساعد رواد الفضاء وتريحهم من بعض المهام الروتينية أو الخطيرة، مركبات قمرية بحجم شاحنة (مقارنة بالمركبة الفضائية) سيارات جيب صغيرة من بعثات أبولو الأخيرة) والتي ستحتوي أيضًا على مقصورة ركاب مضغوطة ومساكن قابلة للنفخ والمزيد.
وفقًا للتوقعات الحالية، سيتم إطلاق عملية دولية لإطلاق مجموعات فردية، واحدة تلو الأخرى، مكونة من أربعة أفراد من الطاقم الذين سيسافرون إلى القمر في زيارة مدتها أسبوع حتى تصل وحدات إمداد الطاقة ومركبات جميع التضاريس والمعيشة إلى القمر. الأرباع جاهزة للعمل. ومن هذه النقطة سيتم تمديد المهمة إلى أسبوعين، ثم إلى شهرين، وفي النهاية إلى 180 يومًا.
خلال العقد الأول من الاستيطان القمري، سيتعلم رواد الفضاء التقنيات والمهارات المطلوبة في النهاية للرحلة إلى المريخ. ستصلهم سفينة إمداد من الأرض مرة كل ثلاثة إلى أربعة أشهر. ضمت البعثات الأولى بشكل رئيسي الجيولوجيين ولكن أيضًا خبراء البناء. ومع الزيادة المحتملة في عدد الأشخاص المقيمين على القمر، قد نجد أيضًا أطباء.
يقول فرانك بيري، مدير برنامج تطوير التكنولوجيا في مشاريع ناسا المأهولة (برنامج تطوير تكنولوجيا الاستكشاف: ETDP): "إذا أردنا استكشاف القمر لفترات طويلة من الزمن، فسيتعين علينا تطوير المعدات اللازمة للبقاء على قيد الحياة في هذه البيئة". ) في مقابلة مع Science@nasa.
على عكس رواد فضاء أبولو الذين ناموا في سفنهم الفضائية، سيتعين على السكان الجدد بناء منازل على القمر توفر لهم الحماية التي لا يوفرها أي منزل على الأرض. أولاً، لا يوجد هواء على القمر، وتتراوح درجة الحرارة من حوالي 200 درجة مئوية تحت الصفر خلال ساعات الظلام الطويلة، إلى حوالي 120 درجة فوق الصفر في ذروة النهار. وعليهم أيضًا توخي الحذر من النيازك الصغيرة التي تسقط باستمرار على سطح القمر. ويعني غياب الغلاف الجوي أيضًا أنه لن يكون هناك ما يحميهم من إشعاعات الشمس الضارة.
وبالتالي فإن مهمة تخطيط السكن على القمر تبدو صعبة ومعقدة. ويجب أن يحتوي الهيكل على هواء مضغوط، حتى يتمكن رواد الفضاء من التحرك بحرية داخله واستنشاق الهواء، وحتى لا ينفجر الهيكل أو يتسرب. يجب تبريد المنشأة السكنية خلال النهار القمري وتسخينها خلال الليل القمري. ويجب أن يحتوي على نظام لإعادة تدوير المياه ونظام لتوليد الكهرباء ووسائل لتخزين الطعام وإعداده.
يجب أن تكون المواد اللازمة لبناء منشأة صالحة للسكن على القمر خفيفة لأنه يجب إطلاقها من الأرض باستخدام قاذفات، وكل كيلوغرام مهم. لن تكون المواد الموجودة على سطح القمر قادرة على المساعدة، على الأقل ليس في البداية. وسيكون مطلوبًا أيضًا أن تصل الهياكل إلى القمر على أجزاء ويتم تجميعها بواسطة الروبوتات أو على أيدي رواد الفضاء الأوائل الذين يصلون. ولذلك ينبغي تصميمها بحيث يمكن تجميعها بسهولة، حيث سيتعين على هؤلاء الأشخاص أداء مهمة الانتصاب أثناء ارتداء بدلات الفضاء.
ويشكل هذا تحديًا كبيرًا لناسا وشركائها للاستكشافات المستقبلية، خاصة الآن بعد أن أعلنت ناسا عن نيتها بناء موقع استيطاني على سطح القمر - وهو معسكر سيصبح مزدحمًا عند وصول الزوار، ولكنه سيكون قادرًا أيضًا على يتم التخلي عنها لفترات طويلة دون التعرض لأضرار لا يمكن إصلاحها.
ومن خلال هذه المحطة، ستتمكن وكالة ناسا من تعلم كيفية الاستفادة من الموارد الطبيعية للقمر التي من شأنها تسهيل الحياة على سطحه، والمساعدة في الاستعداد لرحلة إلى المريخ، بالإضافة إلى إجراء مجموعة واسعة من الأبحاث العلمية وتشجيع الشراكة الدولية. يتم الآن اتخاذ الخطوة الأولى في جعل الموقع القمري حقيقة واقعة، حيث يركز المخططون جهودهم على تحديد ما سيتطلبه البشر للعيش بأمان على القمر وكذلك لأداء عمل مفيد.
هياكل قابلة للنفخ
يقوم فريق من الخبراء من مركز لانجلي للفضاء، ومركز جونسون للفضاء في هيوستن (كلاهما تابع لوكالة ناسا)، بالإضافة إلى شركة ILC DOVER، المتعاقدة من الباطن مع وكالة ناسا، بفحص الهياكل القابلة للنفخ التي سيتم استخدامها كوحدات بناء لإنشاء القاعدة على القمر، أو على الأقل كواحد من البدائل.
يقول كريس مور، مدير قسم تطوير التكنولوجيا ومدير البرنامج: "يمكن استخدام الهياكل القابلة للنفخ كوصلات أو أنفاق بين أماكن المعيشة ويمكن استخدامها أيضًا كمرافق للحماية من الإشعاع، إذا كانت مغطاة بالتربة القمرية (الثرى)". في مقر ناسا.
كنقطة انطلاق، أرسلت شركة ILC DOVER إلى مركز لانغلي التابع لناسا هيكلًا قابلاً للنفخ يبلغ قطره 3.65 مترًا مصنوعًا من طبقات عديدة من القماش (مصنوع من الأنابيب) بغرض التقييم الميداني للتقنيات التي هي في مراحل التطوير مثل كحالة "صحة" الهيكل المرن، والمواد ذاتية الإصلاح، والمواد المستخدمة للحماية من الإشعاع. يتم أيضًا ربط هيكل أصغر قابل للنفخ بالهيكل الذي يعمل بمثابة عرض لقفل الهواء. كلا الهيكلين عبارة عن أسطوانات مضغوطة متصلة بباب محكم الغلق.
يقول ديف كادوجان، مدير البحث والتطوير في الشركة، إن "الهيكل الصالح للسكن الذي سيتم استخدامه على الكواكب الأخرى ووحدة غرفة معادلة الضغط يمكن استخدامها لتقييم المواد، وتكنولوجيا الهيكل خفيف الوزن، والتفاعل مع رواد الفضاء، وتقنيات التعامل مع الغبار والميزات المتعلقة الروبوتات وغيرها من المعدات التي سيتم استخدامها على سطح القمر. المباني القابلة للنفخ قوية جدًا وتتكيف أيضًا مع المواقف المختلفة."
وتوضح كارين وايتلي، مديرة مشروع المباني القابلة للنفخ في مركز لانجلي، أنه "في الخطوة التالية، سيقوم الفريق بإجراء دراسة معمارية مقارنة للمباني القابلة للنفخ والمباني الصلبة لمساكن رواد الفضاء. وستسمح دراسات المتابعة بنضج تكنولوجيا الهياكل القابلة للنفخ، في حين أن تصميم وإنتاج المكونات القابلة للنفخ على نطاق أصغر من الهياكل المخطط لها سيسمح لنا بإجراء تجارب أكثر تفصيلاً عليها".
يقول بول لوكهارت، مدير برنامج أنظمة الكوكبة في مديرية أنظمة استكشاف الفضاء في مقر وكالة ناسا في الولايات المتحدة: "مقابل كل كيلوغرام من الإمدادات التي يجب إطلاقها إلى القمر، ستكون هناك حاجة إلى 125 كيلوغرامًا من المعدات والوقود للوصول إلى هناك". وتضيف واشنطن: "ولذلك فإن مفاهيمنا للحياة يجب أن تقوم على الخفة والاستقرار. يجب أن يكون النموذج الأولي بحيث يمكنك تضخيمه وتفريغه عدة مرات كما تريد، ولن تتطلب عملية تضخيمه وتكييفه مع أماكن المعيشة سوى بضع ساعات من العمل من فريق من أربعة رواد فضاء.
وفي بداية عام 2007، أرسلت وكالة ناسا سفينة تحمل أول هيكل قابل للنفخ إلى محطة ماكموردو في القارة القطبية الجنوبية. وبدأت التجربة، التي استمرت 13 شهرًا، في يناير/كانون الثاني 2008 وانتهت في فبراير/شباط 2009. "إن تجربة الهيكل القابل للنفخ في واحدة من أصعب المناطق النائية على وجه الأرض تمنحنا فرصة لمعرفة كيف يمكننا استخدامه لاستكشاف القمر". يقول لوكهارت. على الأقل تتوج شركة ILC التجربة بـ"الناجحة"، رغم أن البنية لم تصمد حتى نهاية التجربة.
قفل الهواء
أي هيكل مخطط له أن يقف على القمر - سواء كان قابلاً للنفخ أو صلبًا - سيحتاج إلى غرفة معادلة الضغط. غرفة معادلة الضغط عبارة عن غرفة صغيرة تربط الباب بالبيئة الخارجية. يجب أن يكون كلا البابين مغلقين بإحكام حتى لا تتسرب قطرة هواء واحدة إلى الخارج.
قبل أن يفتح رواد الفضاء الباب الخارجي للدخول، يجب عليهم إغلاق الباب الداخلي. سيدخل رواد الفضاء إلى غرفة معادلة الضغط ويغلقون الباب الخارجي. سيتم بعد ذلك سحب الهواء وملء الغرفة. عندها فقط سيتمكن الموظفون من فتح الباب الداخلي والدخول إلى منطقة المعيشة.
عندما يريدون مغادرة المنشأة السكنية، سيكون بمقدورهم الدخول - ببدلات فضائية بالطبع - إلى الغرفة عندما يكون الباب الخارجي مغلقًا. سيتم قفل الباب الداخلي ومن ثم سيتم سحب الهواء من قفل الهواء، بحيث سيبقون في فراغ مماثل للخارج. ثم يفتح رواد الفضاء الباب الخارجي ويخرجون.
سوف يساعد الروبوت
في وقت بعثات أبولو، كانت الروبوتات المساعدة موجودة فقط في قصص الخيال العلمي. إذا اضطر رواد الفضاء إلى نقل معدات ثقيلة، كان عليهم رفعها بأنفسهم. إذا أرادوا استكشاف حفرة ما، فلن يتمكنوا من إرسال روبوت لإجراء مسح أولي. يمكن للروبوتات شبه المستقلة التي طورتها ETDP تقليل المخاطر وتقديم المساعدة لرواد الفضاء في مثل هذه المهام.
أحد الروبوتات التي ستكون قادرة على المساعدة في رفع الأحمال هو روبوت ذو ستة أرجل يُدعى ATHLETE (اختصار لـ All-Terrain Hex-Limbed Extra-Terrestrial Explorer). يقول بيري: "إنها في الواقع شاحنة مسطحة كبيرة يمكنك وضع الأشياء عليها وقيادتها لمسافات قصيرة". يحتوي النموذج الأولي للروبوت الذي صممه مختبر الدفع النفاث التابع لناسا (JPL) في كاليفورنيا على عجلات في نهايات ساقيه. وبهذه الطريقة سيتمكن مثلاً من القيادة أسفل مركبة الهبوط والتقاطها ونقلها إلى مكان آخر وبالتالي التغلب على الصخور التي قد تعترضها. وسيتمكن رواد الفضاء من استبدال عجلة واحدة أو أكثر بمثقاب أو أدوات أخرى حتى يتمكن "الرياضي" من مساعدتهم في مهام أخرى.
عندما يريد رواد الفضاء الخروج على سطح القمر بأنفسهم، سيحتاجون إلى وسيلة نقل أفضل من حشرة أبولو القمرية القديمة الجيدة. يذكر بيري أنه "إذا شاهدت أفلام رحلة رواد فضاء أبولو إلى القمر، رأيت أن الرحلة كانت صعبة للغاية". إذا كانت هذه المركبات تذكرنا بمركبات الطرق الوعرة التي تتحرك على الرمال، فإن السيارة الجديدة التي طورتها ETDP ستكون أشبه بالقافلة. وكما ذكرنا، ستحتوي على مقصورة ركاب مضغوطة ستحتوي أيضًا على عدة أسرة حتى يتمكن رواد الفضاء من الراحة أثناء الرحلات البحثية الطويلة.
ستسمح لهم النوافذ التي تشبه الفقاعات برؤية سطح القمر عن قرب دون مغادرة السيارة الآمنة. إذا كانوا لا يزالون يريدون الخروج، فسيكون لديهم بدلات فضائية معلقة خارج المركبة، وسيكون من الممكن الانزلاق إلى المحتويات مباشرة من المقصورة دون الحاجة إلى غرفة معادلة الضغط. يمكن أن تسمح هذه البدلات برحلات أطول وتمتص فترات أطول من التعرض لغبار القمر. ويوضح بيري: "أصبحت بدلات أبولو الأصلية غير صالحة للاستعمال بعد ثلاثة أيام فقط من ارتدائها من قبل رواد الفضاء، وسيتعين على البدلات الجديدة البقاء على قيد الحياة في هذه البيئة القاسية لأشهر وسنوات".
الآن لا يسعنا إلا أن نأمل ألا تبقى كل هذه السيناريوهات على صفحات التخطيط، أو في أحسن الأحوال، أن تتم ترجمتها إلى اللغة الصينية...
آفي بيليزوفسكي هو مدير موقع "هيدان"، نُشر المقال في عدد يوليو 2009 من مجلة "جاليليو"
للمقالات حول هذا الموضوع على موقع العلوم
تعليقات 3
قف قف قف
ليس لدي كلمات. التوقع يستحوذ علينا جميعا. ومن ناحية أخرى - نسمع عن مثل هذه البرامج منذ فترة طويلة دون "نتائج على الأرض".