CONSTRUIRE UNE BASE LUNAIRE: PARTIE 2 - CONCEPTS D'HABITAT

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Des plans sont en préparation pour construire une base habitée sur la Lune. Comme vous l'auriez probablement deviné, il y a pas mal de dangers et de dangers à renvoyer l'humanité pour établir un «bien immobilier» lunaire. Tout cela est très bien, mais comment gagnerons-nous ce premier point d'ancrage dans le régolithe lunaire? Quelle sera la meilleure forme de structure d'habitat qui puisse être construite pour répondre au mieux à nos besoins? Ces questions ont des réponses évidentes et pas si évidentes de la part des ingénieurs structurels qui publient déjà leurs idées et construisent des prototypes…

Dans la partie 1 de cette mini série sur «Construire une base lunaire», certains des dangers auxquels sont confrontés les astronautes et les futurs colons ont été décrits. La poussière de lune pourrait (selon toute probabilité) être un risque pour la santé, les micrométéorites et autres projectiles à grande vitesse pourraient éclater des structures sous pression, des particules hautement énergétiques du soleil pourraient irradier des colonies non protégées, des dommages aux machines pourraient être causés par le vide ... généralement un sac mixte de mauvaises nouvelles. Mais si quoi que ce soit d'autre, nous, les humains, avons la capacité de battre les chances et de réussir (si la politique et les finances le permettent bien sûr!). Cette deuxième tranche traite des concepts structurels de l'habitat qui sont prévus pour servir au mieux les premiers établissements provisoires et permanents sur la Lune lorsque nous surmonterons toutes les chances.

«Construire une base lunaire» est basé sur des recherches de Haym Benaroya et Leonhard Bernold («Ingénierie des bases lunaires“)

De nombreux types de structures ont été proposés pour les colonies lunaires. Cependant, l'objectif principal des planificateurs de mission est le coût et l'efficacité. Les structures fabriquées sur Terre, bien que viables, devraient être très légères pour permettre un lancement facile hors du puits gravitationnel profond de la Terre. Il est généralement envisagé que les premières bases à établir sur la surface lunaire seront construites sur Terre, mais une fois qu'une base d'opérations sera établie, avec un contingent d'ouvriers / colons humains (et peut-être des robots), les matériaux locaux devraient être extraits et habitats fabriqués in situ (c'est-à-dire construit sur la Lune). Certaines des structures actuellement à l'étude sont détaillées ci-dessous.

Conceptions gonflables

Les habitats gonflables ont toujours été un favori, optimisant l'espace de vie tout en utilisant des matériaux légers. Comme la Lune n'a pas d'atmosphère (à part que certains gaz très ténus sont «dégazés» de sa surface), tout habitat devrait être fortement pressurisé pour simuler l'atmosphère terrestre (à environ 1 atmosphère ou 101 325 Pa) et les quantités de gaz atmosphérique. En raison des forces élevées agissant vers l'extérieur (par la pression de gaz maintenue), l'intégrité structurelle d'un gonflable peut être assurée. En supposant que la membrane du gonflable est suffisamment solide, le risque de dépressurisation devrait être faible.

Il y a cependant un énorme problème avec les structures gonflables. Dans un environnement aussi vide que la Lune, il y a peu de protection contre les micrométéorites (petites roches spatiales naturelles ou débris spatiaux artificiels). Une dépressurisation catastrophique pourrait se produire si un projectile à grande vitesse provoque une faiblesse de la membrane. Il existe certaines solutions, telles que la couverture des habitats gonflables avec une couche de régolithe protecteur, et de vastes coffres-forts devront être mis en place.

Un design (photo de gauche) utilise des «oreillers» gonflables pour créer une forme cuboïde (plutôt que la forme sphérique plus naturelle). Beaucoup de ces oreillers peuvent être alignés et ajoutés pour créer une colonie croissante. Ils conserveraient leur forme en utilisant des poutres à haute résistance pour lutter contre le matériau de la membrane à soufflet. La protection contre les micrométéorites et le rayonnement solaire serait assurée par le régolithe.

Erectables
Les constructions érectiles classiques ont été largement testées et constituent une forme de construction établie. En mettant l'accent sur la facilité d'assemblage, un plan consiste à envoyer des composants sur une orbite terrestre basse. Un cadre peut être facilement érigé et agir comme une forme tétraédrique, hexaédrique ou octaédrique sur laquelle baser la conception d'un module d'habitat simple. Une fois terminé, le module pourrait être expédié sur la Lune où il sera contrôlé dans un atterrissage en douceur. Cette méthode utilise la technologie existante et peut être l'un des concepts les plus réalisables pour commencer une base lunaire. Une structure de base pourrait également être construite sur la surface lunaire d'une manière similaire.

Matériaux locaux
En fin de compte, on espère qu'une colonie sur la Lune aura une infrastructure capable d'extraire des matériaux locaux, de fabriquer des quantités de base et de construire des structures avec peu ou pas d'apport de la Terre. Ce degré d'autonomie serait nécessaire pour qu'une base lunaire prospère réussisse.

Cependant, pour maintenir l'étanchéité à l'air dans les habitats, une nouvelle forme de béton devrait être fabriquée. Tous les composants d'un mélange de béton lunaire peuvent être trouvés sur la Lune, bien que l'eau (et donc l'hydrogène) soit prioritaire. Comme la Lune est riche en soufre, un type de béton différent (moins le besoin d'eau) peut être créé pour faciliter la construction d'habitats arqués et en forme de dôme. Certains «géotextiles» peuvent également être fabriqués via un raffinage avancé, créant des matériaux filmeux pour sceller l'intérieur des habitats.

La construction en utilisant des matériaux extraits localement sera probablement l'une des méthodes de construction les plus avancées sur la Lune, donc dans les premières étapes au moins, les colons dépendront de la Terre pour leur soutien.

Tubes de lave
D'anciens tubes de lave sous la surface lunaire existent et peuvent être utilisés par les colons. L'utilisation de systèmes de cavernes naturelles aura de nombreux avantages, principalement qu'une construction minimale serait requise. De nombreux partisans de ce plan soulignent qu'il y a trop de risques associés aux structures en surface, pourquoi ne pas utiliser un abri naturel à la place? Les tubes de lave peuvent être interconnectés, permettant des implantations importantes, ils peuvent également être facilement scellés, permettant des habitats sous pression. Les colons lunaires seront également suffisamment protégés contre les micrométéorites et le rayonnement solaire.

Rovers

Pour combler l'écart entre une base immobile et un mobile très mobile, la première base peut être constituée de colons vivant et voyageant dans un errant Base lunaire. En fait, de nombreux concepteurs suggèrent que cette solution pourrait être une réponse à long terme à l'avenir d'une colonie sur la Lune. Contrairement au «Moon Buggy» lunaire actuel (en photo), les futurs rovers seraient volumineux, pouvant accueillir plusieurs personnes dans une cabine pressurisée. L'utilisation de rovers comme base peut affecter négativement les processus que seules les bases statiques et permanentes peuvent réaliser (c'est-à-dire les activités agricoles), mais une base itinérante permettrait aux colons de se déplacer quand et où cela est nécessaire dans le paysage lunaire.