Construire une colonie lunaire durable est un objectif ambitieux pour l’exploration spatiale humaine. Cependant, un système de survie de base doté de propriétés fiables, à savoir le BAS, est la clé du succès ou de l’échec de cet objectif. Cela n’est pas seulement lié au niveau technique étroit, mais aussi profondément lié à la question de savoir si les êtres humains peuvent parvenir à une survie à long terme et à un développement durable dans un autre monde. Dans cet article, nous explorerons et expliquerons les éléments clés du système de survie de la base lunaire et les défis auxquels il est confronté sous de nombreux angles différents.
Pourquoi les colonies lunaires ont besoin de systèmes de survie en boucle fermée
Le coût du transport de tous les matériaux nécessaires à la survie sur terre est extrêmement élevé et insoutenable. Un système en boucle fermée conçu pour recycler l’eau, l’oxygène et les nutriments afin de minimiser la dépendance aux approvisionnements provenant de la terre. Les missions Apollo utilisaient un système ponctuel, mais pour un séjour de longue durée, nous devons atteindre un état de circulation matérielle similaire à celui de la biosphère terrestre.
Actuellement, certains systèmes de la Station spatiale internationale réalisent la circulation de l'eau et la régénération de l'oxygène. Toutefois, le degré de boucle fermée doit être amélioré. Le système de la base lunaire doit être plus efficace et plus fiable, et pouvoir utiliser les ressources locales. Cela nous oblige à considérer le système de contrôle environnemental et de survie comme un projet global et non comme une mosaïque aléatoire d’équipements indépendants.
Comment obtenir de l'eau et de l'oxygène de l'environnement lunaire
Les zones des pôles lunaires qui sont restées longtemps dans l’ombre peuvent contenir de la glace d’eau, qui constitue une ressource extrêmement critique. En chauffant le sol lunaire ou en extrayant de la glace d’eau, on peut obtenir de l’eau potable et de l’oxygène peut être produit par électrolyse. De plus, le sol lunaire lui-même est riche en oxydes et l’oxygène peut également être extrait à l’aide de procédés de réduction à haute température.
Ces technologies qui utilisent les ressources in situ peuvent réduire considérablement les coûts de transport. Par exemple, si l’hydrogène et l’oxygène nécessaires à la production d’une quantité spécifique de propulseur peuvent être capturés sur la Lune, celle-ci peut alors fournir un lieu d’approvisionnement en carburant pour les missions se dirigeant vers des régions plus lointaines de l’espace lointain. De cette manière, la base lunaire peut passer d'un site qui consomme simplement certaines ressources à une base capable d'avancer et de mener des activités.
Quels sont les défis rencontrés par la gestion atmosphérique et le contrôle de la pression des bases lunaires ?
La surface de la Lune est presque sous vide. La première tâche consiste à maintenir un environnement atmosphérique sûr et stable. La cabine doit être hautement étanche et capable de faire face aux risques potentiels de fuite provoqués par l'impact de minuscules météorites. La composition de l'atmosphère doit être simulée sur Terre, en maintenant un rapport d'environ 21 % d'oxygène et 78 % d'azote.
L’équilibre entre la sécurité et les difficultés techniques est un aspect important du contrôle de la pression. L’utilisation d’une pression standard au niveau de la mer est la meilleure option pour la santé humaine, mais entraînera des exigences accrues en matière de pression dans les cloisons. Abaisser la pression et augmenter la proportion d'oxygène peut réduire le poids de la structure, mais le risque d'incendie doit être protégé tout en garantissant la santé à long terme, ce qui nécessite des recherches et des compromis approfondis. C’est une situation à laquelle il faut faire face.
Comment la production alimentaire est-elle possible dans une colonie lunaire ?
Il n’est pas pratique de compter simplement sur la Terre pour transporter de la nourriture, c’est pourquoi un système de survie par régénération biologique doit être construit sur la Lune. Cela signifie construire une cabane agricole contrôlée dans laquelle cultiver des légumes, des céréales et même produire de la viande de culture cellulaire. Les plantes peuvent non seulement fournir de la nourriture, mais également absorber le dioxyde de carbone par la photosynthèse, libérant ainsi de l'oxygène.
Les difficultés résident dans le fait que la Lune a une faible gravité, une intensité de rayonnement élevée et de longues nuits de clair de lune. Cela nécessite des conditions d’éclairage artificiel efficaces et réalisables, une technologie de culture en solution nutritive et des variétés de cultures résistantes aux radiations. Au début, les légumes à croissance rapide tels que la laitue et les tomates pourraient être utilisés comme catégorie principale, puis un petit écosystème de recyclage sera progressivement construit pour atteindre l'autosuffisance en certains aliments.
Comment éliminer les déchets de la base lunaire
Une élimination extrêmement efficace des déchets est un élément essentiel d’un système en boucle fermée. Les déchets organiques tels que les déchets humains et les déchets de cuisine peuvent être éliminés biologiquement ou par des méthodes physiques et chimiques. La digestion anaérobie peut produire du méthane comme énergie, et en même temps, les résidus solides restants peuvent être utilisés comme substrat pour la culture des plantes ou comme agent d'amélioration des sols après stérilisation.
Un système de traitement des eaux usées très fiable qui atteint un taux de récupération de l'eau de plus de 98 pour cent. La technologie de recyclage de l’eau à bord de la Station spatiale internationale prouve qu’elle fonctionne réellement. Sur la Lune, l’évaporation, la filtration, l’oxydation avancée et d’autres processus doivent être combinés pour garantir que chaque goutte d’eau puisse être recyclée, formant ainsi une boucle fermée complète d’eau.
D’où vient l’énergie nécessaire au maintien du système de survie lunaire ?
La Lune a un jour lunaire qui dure 14 jours terrestres et l’énergie solaire est une source d’énergie importante. Des panneaux solaires de grande surface peuvent être déployés sur la surface lunaire et l’énergie excédentaire peut être stockée pendant la journée lunaire. Certaines zones des pôles de la Lune bénéficient d'un éclairage quasi permanent, ce qui en fait des emplacements idéaux pour l'implantation de centrales solaires.
Pour faire face à la nuit de pleine lune, il est nécessaire de disposer d'un système de stockage d'énergie efficace, tel qu'une grande batterie, ou d'utiliser des matériaux lunaires pour créer un dispositif de stockage de chaleur. Dans une perspective à long terme, nous pouvons également envisager de développer l’énergie de fission nucléaire à petite échelle pour fournir une énergie continue et stable qui n’est pas affectée par la lumière du soleil, garantissant ainsi que les systèmes de survie peuvent fonctionner sans interruption dans toutes les conditions.
Construire un système de cycle de survie auto-alimenté et satisfaisant sur la Lune est sans aucun doute le défi ultime pour l’intégration de l’ingénierie et de la biologie. Selon vous, quel sera le défi psychologique ou social le plus important auquel seront confrontés les colons lunaires avant qu’une fermeture complète ne soit réalisée ? Bienvenue à partager votre point de vue dans la zone de commentaires. Si vous trouvez cet article utile, aimez-le et partagez-le avec d'autres amis intéressés par l'exploration spatiale.
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