De viver dentro de asteróides a arcas solares, um cientista projeta as colônias espaciais do futuro

Uma nova pesquisa explica como construir diferentes tipos de postos avançados no espaço.

Colônia espacialA colônia espacial Island 3 de Gerard K. O’Neill (1975).

As próximas décadas provavelmente serão revolucionárias na relação da humanidade com o espaço. Em vez de apenas alguns astronautas selecionados, uma porção muito maior da população do planeta, talvez centenas de milhares, poderia começar a viajar para o cosmos. Eles fariam longas viagens a planetas distantes como Marte, formariam as primeiras colônias na Lua e além, se tornariam mineradores de asteróides e se envolveriam em muitas outras profissões que seriam necessárias à medida que exploramos esta nova fronteira. Mas como serão esses primeiros postos avançados no espaço e como funcionarão?




Um novo estudo sobre o futuro das estações espaciais e colônias espaciais foi publicado recentemente no Diário Alcançar , uma publicação focada na exploração espacial humana. O artigo foi escrito por Werner Grandl , arquiteto e engenheiro civil austríaco, que pesquisa e publica estudos sobre colônias e estações espaciais desde 1986.



Grandl fornece um imperativo claro para os humanos irem para o espaço, chamando o planeta Terra de 'apenas o berço da humanidade ”. De acordo com Grandl, se queremos sobreviver como espécie, precisamos “estender o conceito de natureza para além da biosfera ”e compreender a“ evolução cósmica ”. E dentro dessa visão cósmica mais ampla, não há razão para permanecer na Terra, com todos os seus perigos e escassez.

O primeiro lugar que devemos ir? Você adivinhou - a lua .



Grandl acha que os humanos retornarão à lua na década de 2020, construindo um base lunar na superfície e abaixo dela. O objetivo do posto avançado seria tanto para pesquisa quanto para aprender a utilizar os recursos da lua. Hélio-3 (um isótopo raro de hélio), ferro, alumínio, titânio e mais podem ser extraídos de materiais lunares. Mais adiante na linha, a base lunar produziria combustível para espaçonaves a caminho de destinos intergalácticos.

Base lunar modular inicial. A figura mostra o estágio inicial de seis módulos com um módulo adicional (à esquerda). Crédito: Werner Grandl.



A base lunar inicial consistiria em 6 módulos cilíndricos feitos de alumínio leve, com 17 metros de comprimento e 6 metros de diâmetro. Um módulo acomodaria 8 pessoas. Cada um dos módulos teria funções diferentes na base - um seria dedicado à geração de energia e comunicações. Haveria também módulos para uma área de reunião central, uma câmara de descompressão, laboratório, aposentos com quartos privados para cada pessoa e um módulo sobressalente para aumentar a base.

quando o cérebro para de amadurecer

Estrutura urbana na Lua, construída com módulos padronizados (Grandl, 2010)

Outra possibilidade para uma localização e design de base lunar - colocá-la em um 'tubo de lava' subterrâneo - uma caverna natural sob a superfície, por exemplo, no Mare Tranquilitatis Hole (MTH). As vantagens de uma base subterrânea podem ser inúmeras, desde fornecer água em seu solo, até reduzir os efeitos dos raios cósmicos e oferecer melhores condições de temperatura.

Habitat ‘verde’ para 100 habitantes dentro de Mare Tranquilitatis Hole (Grandl e Böck 2015).

Grandl imagina que outro lugar onde os humanos podem eventualmente se encontrar seria em colônias dedicadas à mineração de asteróides . Os asteróides próximos à Terra poderiam fornecer elementos de terras raras e metais como a platina, que seriam mais fáceis de extrair do que na Terra, sem se preocupar com poluição ambiental ou política. Um tipo de colônia que surgiria para apoiar essa mineração seria uma estação espacial tripulada conectada ao asteróide. A estação teria todo o equipamento e pessoal necessários para o processo de mineração.

Uma vez que um asteróide específico tenha sido extraído, se tiver mais de 400 m de diâmetro, seu interior oco pode ser grande o suficiente para suportar uma colônia humana em rotação de mais de 2.000 habitantes. Água, oxigênio e materiais de construção seriam extraídos do próprio asteróide.

Protótipo de colônia de asteróides. Crédito: Werner Grandl.

A primeira colônia espacial idealizada por Grandl e sua equipe é a Solar Ark . Teria forma cilíndrica e gravidade artificial. Essa ideia de precisar criar gravidade foi, na verdade, proposta pela primeira vez pelo cientista russo Konstantin Tsiolkovsky , um dos fundadores da astronáutica e foguetes, que também foi o primeiro a defender a criação de grandes colônias ao redor da Terra.

Por que precisaríamos da gravidade artificial? A falta de gravidade no espaço pode ser perigosa para a saúde humana, com problemas como desmineralização óssea e atrofia dos músculos. A fim de evitar esses efeitos negativos, a gravidade poderia ser potencialmente simulada no espaço, empregando 'forças centrífugas'. De acordo com cálculos do engenheiro da NASA Jesco von Puttkamer, uma estação espacial com 50 metros de raio e girar a uma taxa de rotação de 4,2 rpm criaria uma gravidade artificial de 1G.


Iluminação de uma Arca Solar. Crédito: Grandl

A Solar Ark seria uma colônia massiva que poderia variar em comprimento de 2,3 km a 8 km , com seu diâmetro variando de 900 m a 3,2 km. A colônia maior pode abrigar até 250.000 habitantes.

A Arca também apresentaria um clima artificial e seria iluminada capturando a luz do sol por meio de um sistema de espelhos parabólicos (daí seu nome Solar Ark ) Seu casco seria coberto por uma 'membrana' externa e interna de alumínio, com propulsores externos ajustando a rotação e a direção da colônia. A membrana externa também seria protegida por camadas de espuma de vidro com pouca condutividade térmica, protegendo contra meteoritos e radiação.

Uma estrutura flutuante perto da colônia a protegeria de explosões solares.

A que distância estão esses planos? A maioria das tecnologias necessárias para tornar essas ideias uma realidade, além da gravidade artificial, já está disponível, diz Grandl.

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