In de komende decennia hopen veel ruimteagentschappen bemande missies naar de maan uit te voeren en daar zelfs buitenposten te vestigen. Tussen NASA, de European Space Agency (ESA), Roscosmos en de Indiase en Chinese ruimtevaartagentschappen zijn er inderdaad geen tekort aan plannen om maanbasissen en nederzettingen te bouwen. Deze zullen niet alleen een menselijke aanwezigheid op de maan vestigen, maar ook missies naar Mars en dieper de ruimte in vergemakkelijken.
Zo is de ESA van plan tegen 2030 een 'internationaal maandorp' op de maan te bouwen. Als spirituele opvolger van het International Space Station (ISS) zou dit dorp ook wetenschappelijk onderzoek in een maanomgeving mogelijk maken. Momenteel zijn Europese onderzoekers aan het plannen hoe ze dit dorp kunnen bouwen, waaronder het uitvoeren van experimenten met maanstofsimulanten om stenen te maken.
Simpel gezegd: het hele oppervlak van de maan is bedekt met stof (ook bekend als regolith) dat is samengesteld uit fijne deeltjes ruw silicaat. Dit stof werd in de loop van miljarden jaren gevormd door constante meteorietinslagen die de silicaatmantel tot fijne deeltjes stootten. Het is in een ruwe en fijne staat gebleven omdat het maanoppervlak geen verwering of erosie ervaart (door het ontbreken van een atmosfeer en vloeibaar water).
Omdat het zo overvloedig is en op sommige plaatsen een diepte van 4-5 meter (13-16,5 voet) bereikt - en tot 15 meter (49 voet) in de oudere hooglanden - wordt regolith door veel ruimteagentschappen beschouwd als het bouwmateriaal keuze voor maannederzettingen. Zoals Aidan Cowley, de wetenschapsadviseur van ESA en een expert op het gebied van maangrond, in een recent ESA-persbericht uitlegde:
'Maanstenen worden gemaakt van stof. Je kunt er stevige blokken van maken om wegen en lanceerplatforms te bouwen, of habitats die je astronauten beschermen tegen de harde maanomgeving. '
Naast het profiteren van een schijnbaar onuitputtelijke lokale hulpbron, toont ESA's plannen om maanregoliet te gebruiken om deze basis en gerelateerde infrastructuur te creëren, hun inzet voor in-situ gebruik van hulpbronnen. In feite moeten bases op de maan, Mars en andere locaties in het zonnestelsel zo zelfvoorzienend mogelijk zijn om de afhankelijkheid van de aarde voor regelmatige transporten van voorraden te verminderen - wat zowel duur als uitputtend zou zijn.
Om te testen hoe maanregoliet het zou doen als bouwmateriaal, hebben ESA-wetenschappers maanstofsimulanten gebruikt die hier op aarde zijn geoogst. Zoals Aiden uitlegde, zijn regolith op zowel de aarde als de maan het product van vulkanisme en zijn ze in wezen basaltmateriaal dat bestaat uit silicaten. 'De maan en de aarde hebben een gemeenschappelijke geologische geschiedenis', zei hij, 'en het is niet moeilijk om materiaal te vinden dat vergelijkbaar is met dat op de maan in de restanten van lavastromen.'
De simulant werd geoogst uit de regio rond Keulen, Duitsland, die ongeveer 45 miljoen jaar geleden vulkanisch actief was. Met behulp van vulkanisch poeder van deze oude lavastromen, waarvan werd vastgesteld dat ze goed bij maanstof passen, begonnen onderzoekers van het European Astronaut Center (EAC) het poeder (dat ze EAC-1 hebben genoemd) te gebruiken om prototypes van de stenen te maken die zou worden gebruikt om het maandorp te creëren.
Ruimteschip EAC, een ESA-initiatief dat is ontworpen om de uitdagingen van bemande ruimtevluchten aan te gaan, werkt ook samen met EAC-1 om de technologieën en concepten te ontwikkelen die nodig zijn om een maanpost te creëren en voor toekomstige missies naar de maan. Een van hun projecten concentreert zich op het gebruik van zuurstof in maanstof (dat goed is voor 40%) om astronauten te helpen langer op de maan te blijven.
Maar voordat de ESA maanstof als bouwmateriaal kan aftekenen, moeten er nog een aantal tests worden uitgevoerd. Deze omvatten het recreëren van het gedrag van maanstof in een stralingsomgeving om hun elektrostatisch gedrag te simuleren. Al tientallen jaren weten wetenschappers dat maanstof elektrisch wordt opgeladen vanwege de manier waarop het constant wordt gebombardeerd door zonne- en kosmische straling.
Dit is wat ervoor zorgt dat het van het oppervlak komt en zich vastklampt aan alles wat het aanraakt (wat de Apollo 11-astronauten opmerkten toen ze terugkeerden naar de maanmodule). Zoals Erin Transfield - een lid van ESA's actuele team voor maanstof - aangaf, begrijpen wetenschappers de elektrostatische aard van maanstof nog steeds niet volledig, wat een probleem zou kunnen vormen bij het gebruik ervan als bouwmateriaal.
Bovendien hebben de stralingsmilieu-experimenten nog geen sluitende resultaten opgeleverd. Als bioloog die ervan droomt de eerste vrouw op de maan te zijn, gaf Transfield aan dat er meer onderzoek nodig is met echt maanstof. 'Dit geeft ons nog een reden om terug te gaan naar de maan', zei ze. "We hebben ongerepte monsters nodig van het oppervlak dat is blootgesteld aan de stralingsomgeving."
Naast het vestigen van een menselijke aanwezigheid op de maan en het toestaan van missies in de verre ruimte, zou de bouw van het door de ESA voorgestelde maandorp ook kansen bieden om nieuwe technologieën te gebruiken en partnerschappen tussen de openbare en particuliere sector aan te gaan. Zo heeft de ESA samengewerkt met het architectenbureau Foster + Partners om het ontwerp voor hun maandorp te bedenken en zijn andere particuliere bedrijven aangeworven om te helpen bij het onderzoeken van andere aspecten van de bouw ervan.
Momenteel is ESA van plan om hun internationale maandorp te bouwen in het zuidelijke poolgebied, waar overvloedig waterijs is ontdekt. Om dit te onderzoeken, stuurt de ESA in 2020 hun missie Pakket voor resourceobservatie en in-situ prospectie voor exploratie, commerciële exploitatie en transport (PROSPECT) naar de maan, die zal reizen als onderdeel van de Russische Luna-27-missie.
Deze missie, een gezamenlijke inspanning van de ESA en Roscosmos, omvat een in Rusland gebouwde lander die zich in het maanpoolgebied van de Zuidpool-Aitken bevindt, waar de PROSPECT-sonde zal worden ingezet en in het oppervlak zal boren om ijsmonsters op te halen. In de toekomst vereisen de langetermijnplannen van de ESA ook een reeks missies naar de maan vanaf de jaren 2020, waarbij robotwerkers de weg zouden vrijmaken voor menselijke ontdekkingsreizigers om later te landen.
In de komende decennia zijn de bedoelingen van 's werelds toonaangevende ruimtevaartagentschappen duidelijk - we gaan niet alleen terug naar de maan, maar we zijn van plan daar te blijven! Daartoe worden aanzienlijke middelen besteed aan het onderzoeken en ontwikkelen van de noodzakelijke technologieën en concepten die hiervoor nodig zijn. Tegen de jaren 2030 zien we misschien astronauten (en zelfs particuliere burgers) met regelmatige frequentie van de maan komen en gaan.
En zorg ervoor dat je deze video bekijkt over de inspanningen van de EAC om maanregolith te bestuderen, met dank aan de ESA:
