با وجود دستاوردهای اخیر در نقشه برداری از سطح ماه برای بررسی امکان ساخت شهرهای ماه، مطالعه ای تازه امید به استعمار دائمی آن را کمرنگ کرده است.
ژانر علمیتخیلی سالهاست تصاویری از زندگی انسان روی ماه پیش روی ما میگذارد. در سالهای اخیر و همزمان با شتاب گرفتن پیشرفتهای فناوری، کارآفرینان فضایی نیز شروع کردهاند به برنامهریزی برای این که چگونه میتوان چنین رویایی را در عمل محقق کرد.
آگهی
آگهی
اما پژوهش تازهای که این هفته در مرکز اخترفیزیک هاروارد–اسمیتسونیَن (CfA) منتشر شده، نگاه واقعبینانهتری ارائه میکند و نشان میدهد بزرگترین مانع پیشِ روی استعمارگران آینده، ذخایر یخ موجود در ماه است که برای پشتیبانی از یک شهر قمری کافی نیست.
این مطالعه با عنوان «بر روی ماه شهری وجود ندارد» بررسی کرده است که یک جمعیت بزرگ روی ماه به چه میزان آب و انرژی نیاز خواهد داشت، یک شهر با جمعیت ۱۰۰ هزار یا یک میلیون نفر تا چه مدت میتواند در آنجا دوام بیاورد و نگهداری از یک شهر قمری تا چه حد از نظر پایداری امکانپذیر است.
نتایج این تحقیق در نشریه بینالمللی «Frontiers in Space Technology» منتشر شده است.
این پژوهش پس از چند ماموریت اکتشافی ماه و تحلیلهایی در اوایل امسال انجام شده که سطح ماه و محل و میزان آب موجود در آن را با دقت بیشتری نقشهبرداری کردهاند و بار دیگر بحث درباره توانایی بشر برای استقرار پایگاه دائمی در آنجا را دامن زدهاند.
دانشمندان مدتهاست از وجود ذخایر آب در ماه آگاهند و جدیدترین تحلیلها تایید میکند که این ذخایر در دهانههای سایهدار قرار دارند؛ فرورفتگیهای عمیقی که هرگز نور خورشید به آنها نمیتابد.
در دماهایی که بین منفی ۱۶۳ تا منفی ۲۴۶ درجه سانتیگراد در نوسان است، در هر یک میلیارد سال تنها حدود یک میلیمتر از این یخها از بین میرود.
مارتین الویس، اخترفیزیکدان ارشد در مرکز CfA و سرپرست این مطالعه، توضیح میدهد که در این پژوهش «شهر» به سکونتگاهی با جمعیت یک میلیون نفر اطلاق شده و مصرف متوسط آب برای هر نفر ۵۰۰ تن در نظر گرفته شده است.
با این ارقام، شهری با این ابعاد در ظرف چند سال با کمبود کامل آب روبهرو میشود مگر آن که به بازیافت آب روی بیاورد، اما این کار هم مشکل را به طور کامل حل نمیکند.
ایستگاه فضایی بینالمللی (ISS) در حال حاضر حدود ۹۸ درصد آب خود را بازیافت میکند.
بر اساس محاسبات الویس، اگر یک میلیارد تن از آب ماه با همان کارایی ایستگاه فضایی بازیافت شود، یک شهر قمری با جمعیت یک میلیون نفر را میتوان حدود ۱۰۰ سال سر پا نگه داشت.
برای آن که یک شهر ماهی بیش از این دوام بیاورد، به احتمال زیاد باید جمعیت آن حدود هزار نفر محدود شود؛ یعنی بیشتر یک روستا روی ماه خواهد بود تا یک شهر.
با این حال اگر شهر ماه بتواند ۹۹/۹ درصد آب خود را بازیافت کند، جمعیت یک میلیونی آن در تئوری میتواند حدود دو هزار سال به شکلی پایدار به زندگی ادامه دهد. این وضعیت میتواند با دیگر روشهای افزایش بهرهوری آب مانند کشاورزی عمودی یا از راه واردات آب تقویت شود.
انرژی اما برای یک شهر قمری مشکلساز نخواهد بود، زیرا میتوان آن را با استفاده از انرژی فراوان خورشید تامین کرد. در اطراف قطبهای ماه مناطقی موسوم به «مناطق با تابش زیاد» (High Illumination Regions) وجود دارد که در آن خورشید هرگز کاملا غروب نمیکند و همواره نزدیک افق باقی میماند.
لبه دهانههای این مناطق از زمینهای اطراف بلندتر است و آنها را به محل مناسبی برای نصب تجهیزات فتوولتاییک تبدیل میکند که میتوانند به طور مداوم انرژی خورشیدی را جذب کنند.
بر اساس این مطالعه، برجهایی به ارتفاع یک کیلومتر که سطح آنها با صفحههای خورشیدی پوشانده شده و روی لبه دهانهها نصب شوند، هر کدام میتوانند حدود ۳ گیگاوات برق تولید کنند؛ توانی که نه تنها برای تاسیسات مسکونی بلکه برای واحدهای صنعتی نیز کافی است.
علاوه بر این، یکی از مواد اولیه اصلی سلولهای خورشیدی یعنی سیلیسیوم حدود ۲۰ درصد سطح ماه را تشکیل میدهد، به این معنا که بخشی از فرایند ساخت این سلولها میتواند در خود ماه انجام شود؛ امکانی که برخی شرکتها قصد دارند از آن بهره ببرند.
شرکت ساختمانی ژاپنی شیمیزو اوایل امسال اعلام کرد قصد دارد صفحههای خورشیدی را در امتداد خط استوای ماه نصب کند تا ۱۳ هزار تراوات برق تولید کند؛ رقمی بیش از کل مصرف برق زمین.
جو بسیار رقیق ماه باعث میشود تولید برق خورشیدی تحت تاثیر شرایط آب و هوایی قرار نگیرد و از این رو مزیت خروجی پایدار انرژی را به همراه دارد.
بنابراین هرچند شهر قمری با جمعیت یک میلیونی هنوز دستنیافتنی به نظر میرسد، شاید فاصله چندانی تا آغاز جدی استعمار ماه باقی نمانده باشد.
علاوه بر این، هرچند فناوریهای اکتشافی کنونی تنها میتوانند چند متر زیر سطح ماه را بررسی کنند، ممکن است در آینده ذخایر بزرگتری از یخ در اعماق بیشتر کشف شود.
مارتین الویس درباره این مطالعه ابراز امیدواری کرد که «این مقاله به عنوان محرکی عمل کند تا همه ذینفعان درگیر در اکتشاف ماه، بحثی جدی درباره پایداری کلی ماه و بهویژه مدیریت بلندمدت منابع آب آن آغاز کنند».