Terugkeren naar de maan is de koortsige droom van veel wetenschappers en astronauten. Sinds het Apollo-programma culmineerde met de eerste astronauten die op 20 juli 1969 voet op de maan zetten, zijn we op zoek naar manieren om terug te gaan naar de maan ... en daar te blijven. In die tijd zijn er meerdere voorstellen opgesteld en in overweging genomen. Maar in elk geval mislukten deze plannen, ondanks de dappere woorden en gedurfde toezeggingen.
Tijdens een workshop die in augustus 2014 plaatsvond, ontmoetten vertegenwoordigers van NASA de geneticus van Harvard, George Church, Peter Diamandis van de X Prize Foundation en andere partijen die investeerden in ruimteverkenning om goedkope opties voor terugkeer naar de maan te bespreken. De kranten, die onlangs in een speciale uitgave van Nieuwe ruimte, beschrijf hoe een nederzetting tegen 2022 op de maan gebouwd zou kunnen worden, en voor de relatief lage kosten van $ 10 miljard.
Simpel gezegd, er zijn veel voordelen aan het vestigen van een basis op de maan. Naast het leveren van tankstations die miljarden zouden besparen op toekomstige ruimtemissies - met name naar Mars, die gepland zijn voor de jaren 2030 - zouden ze unieke kansen bieden voor wetenschappelijk onderzoek en het testen van nieuwe technologieën. Maar plannen om er een te bouwen worden consequent belemmerd door twee belangrijke veronderstellingen.
De eerste is dat financiering de grootste hindernis is die moet worden overwonnen, wat begrijpelijk is gezien de afgelopen 50 jaar aan kosten voor ruimtemissies. Om het in perspectief te plaatsen: het Apollo-programma kost de belastingbetalers ongeveer 150 miljard dollar in de huidige dollars. Ondertussen bedroeg het jaarlijkse budget van NASA voor 2015 ongeveer $ 18 miljard, terwijl de verwachting is dat 2016 in 2016 $ 19,3 miljard zal bereiken. In de dagen dat ruimteverkenning geen kwestie is van nationale veiligheid, zal geld zeker schaarser zijn.
De tweede veronderstelling is dat een presidentieel mandaat om 'terug te keren naar de maan om te blijven' alles is wat nodig is om dit probleem op te lossen en de nodige budgetten beschikbaar te stellen. Maar ondanks herhaalde pogingen heeft geen enkel mandaat voor hernieuwde maan- of ruimteverkenning het probleem opgelost. Kortom, ruimteverkenning wordt belemmerd door conventioneel denken dat ervan uitgaat dat er enorme budgetten nodig zijn en dat administraties ze gewoon beschikbaar moeten stellen.
In feite maken een aantal vorderingen die de afgelopen jaren zijn gemaakt, missies mogelijk die aanzienlijk goedkoper zouden zijn. Dit, en hoe een maanbasis een voordeel zou kunnen zijn voor ruimteverkenning en de mensheid, waren de gespreksonderwerpen tijdens de workshop van 2014. Zoals NASA-astrobioloog Chris McKay - die de Nieuwe ruimte journal series - vertelde Space Magazine via e-mail, een van de belangrijkste voordelen van een kosteneffectieve basis op de maan is dat het andere missies op het gebied van betaalbaarheid zal brengen.
"Ik ben geïnteresseerd in een lange-termijn onderzoeksbasis op Mars - niet alleen een menselijke landing op korte termijn", zei hij. “Het opzetten van een onderzoeksbasis op de Maan laat zien dat we weten hoe we dat moeten doen en dat we dat op een duurzame manier kunnen doen. We moeten weg van de huidige situatie waarin de kosten zo hoog zijn dat een basis op de maan, een menselijke missie naar Mars en een menselijke missie naar een asteroïde elkaar wederzijds uitsluiten. Als we de kosten met 10x of meer kunnen verlagen, kunnen we ze allemaal doen. ”
Centraal hierin staan een aantal belangrijke veranderingen die het afgelopen decennium hebben plaatsgevonden. Deze omvatten de ontwikkeling van het ruimtevaartbedrijf, wat heeft geleid tot een algehele verlaging van de kosten van individuele lanceringen. De opkomst van de NewSpace-industrie - d.w.z. een algemene term voor verschillende particuliere commerciële ruimtevaartondernemingen - is een andere, die recente technologische vooruitgang heeft geboekt en toepassingen daarvoor in de ruimte heeft gevonden.
Volgens McKay zullen deze en andere technologische ontwikkelingen het begrotingsprobleem helpen oplossen. “Naast de lanceringskosten, zijn ze van cruciaal belang om de kosten voor een basis op de maan te verlagen, door gebruik te maken van technologieën voor duurzaamheid die op aarde worden ontwikkeld. Mijn favoriete voorbeelden zijn 3D-printen, elektrische auto's, autonome robots en recyclingtoiletten (zoals het blauwe omleidtoilet). ”
Alexandra Hall, de voormalige Senior Director van de X Prize Foundation en een van de belangrijkste auteurs van de serie, drukte ook het belang uit van opkomende technologieën om deze maanbasis functioneel te maken. Zoals ze Space Magazine via e-mail vertelde, zullen deze hier op aarde aanzienlijke voordelen hebben, vooral in de komende decennia, waar de bevolkingsgroei samenvalt met afnemende middelen.
"De vooruitgang op het gebied van levensondersteuning en leven in een gesloten kringloop die nodig is om het leven op de maan langdurig vol te houden, zal ongetwijfeld positieve spin-offs opleveren die zowel het milieu als ons vermogen om te leven met een veranderend klimaat en afnemende hulpbronnen ten goede komen," zei ze. "Als we kunnen achterhalen hoe we constructies kunnen bouwen met wat er al op de maan is, kunnen we die technologie gebruiken om ons te helpen bij het creëren van infrastructuur en onderdakoplossingen van in-situ materialen op aarde." Als we steen kunnen gebruiken die daar is, kunnen we misschien voorkomen dat we asfalt en stenen over de hele wereld vervoeren! "
Een ander belangrijk aspect om een maanbasis kosteneffectief te maken, was het potentieel voor internationale partnerschappen, evenals die tussen de particuliere en de openbare sector. Zoals Hall het uitlegde:
“Hoewel er commerciële markten zullen zijn voor de uiteindelijke vruchten van onze inspanningen voor maanverkenning, zullen de initiële markten waarschijnlijk worden gedomineerd door regeringen. De particuliere sector is het best in staat om te reageren op manieren die kosteneffectieve en concurrerende oplossingen bieden wanneer regeringen doelen voor exploratie op lange termijn specificeren en zich daaraan verbinden. Ik denk dat een overwinning van Google Lunar XPRIZE andere particuliere en commerciële partners zal wegspoelen voor het nastreven van een permanente nederzetting op de maan, die de noodzaak van aanzienlijke overheidsdeelname zou kunnen overschaduwen. Zodra een klein bedrijf aantoont dat het echt mogelijk is om naar de maan te gaan en productief te zijn, kunnen anderen nieuwe zaken beginnen en plannen plannen. ”
Wat betreft waar deze basis naartoe zal gaan en wat het zal doen, dat wordt beschreven in het inleidende artikel "Op weg naar een goedkope maanregeling". In wezen zou de voorgestelde maanbasis op een van de polen bestaan en worden gemodelleerd naar het Amerikaanse Antarctische station op de zuidpool. Het zou worden beheerd door NASA of een internationaal consortium en zou een bemanning van ongeveer 10 mensen huisvesten, een mix van staf en veldwetenschappers die driemaal per jaar zou worden gerouleerd.
Activiteiten op de basis, die zouden worden ondersteund door autonome en op afstand bediende robotapparaten, zouden gericht zijn op het ondersteunen van veldonderzoek, voornamelijk door afgestudeerde studenten die scriptiewerk doen. Een andere belangrijke activiteit voor de bewoners zijn het testen van technologieën en programma-precedenten die kunnen worden gebruikt op Mars, waar NASA de komende decennia hoopt astronauten te sturen.
Meerdere keren in de serie wordt benadrukt dat dit kan worden gedaan voor de relatief lage kosten van $ 10 miljard. Deze algemene beoordelingen worden beschreven in het artikel getiteld "Een samenvatting van de economische beoordeling en systeemanalyse van een evolueerbare maanarchitectuur die gebruikmaakt van commerciële ruimtemogelijkheden en publiek-private partners". Zoals het concludeert:
“Op basis van de ervaring met recente innovaties van het NASA-programma, zoals het COTS-programma, is een menselijke terugkeer naar de maan misschien niet zo duur als eerder werd gedacht. De Verenigde Staten zouden een terugkeer van mensen naar het oppervlak van de maan kunnen veroorzaken binnen een periode van 5 tot 7 jaar vanaf de autoriteit om door te gaan tegen een geschatte totale kostprijs van ongeveer $ 10 miljard (–30%) voor twee onafhankelijke en concurrerende commerciële dienstverleners, of ongeveer $ 5 miljard voor elke provider, via partnermethoden. '
Andere kwesties die in de serie worden besproken, zijn de locatie van de basis en de aard van de levensondersteunende systemen. In het artikel getiteld "Siteselectie voor maanindustrialisatie, economische ontwikkeling en nederzetting" wordt de zaak gemaakt voor een basis in het noordelijke of zuidelijke poolgebied. Het artikel, geschreven door Dennis Whigo, oprichter en CEO van Skycorp, identificeert twee potentiële sites voor een maanbasis, met behulp van invoerparameters die zijn ontwikkeld in overleg met durfkapitalisten.
Deze omvatten de kwesties van beschikbaarheid van energie, goedkope communicatie over grote gebieden, beschikbaarheid van mogelijke water (of waterstofgebaseerde moleculen) en andere hulpbronnen, en oppervlaktemobiliteit. Volgens deze beoordelingen is het noordpoolgebied een goede locatie vanwege de ruime toegang tot zonne-energie. De zuidpool wordt ook geïdentificeerd als een potentiële locatie (met name in de Shackleton-krater) vanwege de aanwezigheid van waterijs.
Als laatste, maar zeker niet de minste, onderzoekt de serie het probleem van economische kansen die verreikende voordelen kunnen opleveren voor mensen hier op aarde. Een van de belangrijkste hiervan is het potentieel voor het creëren van zonne-energie in de ruimte (SSP), een concept dat is onderzocht als een mogelijke oplossing voor het vertrouwen van de mensheid op fossiele brandstoffen en de limieten van op aarde gebaseerde zonne-energie.
Terwijl op aarde gebaseerde zonnecollectoren worden beperkt door meteorologische verschijnselen (dat wil zeggen het weer) en de dagcyclus van de aarde (dag en nacht), zouden zonnecollectoren die in een baan om de aarde zijn geplaatst de klok rond energie kunnen verzamelen van de zon. De problemen met de lancering en de kosten van draadloze energietransmissie maken deze optie echter financieel onaantrekkelijk.
Maar zoals is uiteengezet in "Lunar-Based Self-Replicating Solar Factory", zou het vestigen van een fabriek op de maan de kosten met een factor vier kunnen verlagen. Deze fabriek zou zonne-energiesatellieten kunnen bouwen uit maanmateriaal, met behulp van een zelfreplicerend systeem (SRS) dat in staat is replica's van zichzelf te construeren en ze vervolgens in een geostationaire baan om de aarde te plaatsen via een lineaire elektromagnetische versneller (ook bekend als Mass Driver).
Een doorslaggevend thema in de serie is hoe een maanbasis kansen zou bieden voor samenwerking, zowel tussen de private als de publieke sector en verschillende landen. Het ISS wordt herhaaldelijk gebruikt als voorbeeld, dat het afgelopen decennium enorm heeft geprofiteerd van programma's zoals NASA's Commercial Orbital Transportation Services (COTS) - die zeer succesvol is geweest in het verkrijgen van een kosteneffectieve transportdienst naar het station.
Het is daarom begrijpelijk waarom NASA en die bedrijven die hebben geprofiteerd van COTS dit model willen uitbreiden naar de maan - in wat vaak het Lunar Commercial Orbital Transfer Services (LCOTS) -programma wordt genoemd. Afgezien van het vestigen van een menselijke aanwezigheid op de maan, wordt dit streven ondernomen met de wetenschap dat het ook de ontwikkeling van technologieën en capaciteiten zal stimuleren die de komende jaren tot een betaalbare Mars kunnen leiden.
Het is zeker een opwindend idee: terugkeren naar de maan en de basis leggen voor een permanente menselijke nederzetting daar. Het is ook spannend wanneer we kijken naar de grotere context van ruimteverkenning, hoe een basis op de maan ons zal helpen verder de ruimte in te reiken. Naar Mars, naar de asteroïdengordel, misschien naar het buitenste zonnestelsel en daarbuiten.
En met elke stap zullen de mogelijkheden voor het gebruik van hulpbronnen en wetenschappelijk onderzoek dienovereenkomstig toenemen. Het klinkt misschien als het spul van dromen; maar nogmaals, dat gold ook voor het idee om vóór het einde van de jaren zestig een man op de maan te zetten. Als er iets is dat die specifieke ervaring ons heeft geleerd, dan is het dat voet zetten in een andere wereld blijvende voetafdrukken achterlaat!
