Studiuesit modelojnë dhe testojnë kushtet e tokës në Hënë

Nga viti 1967 deri në vitin 1972, agjencia amerikane e hapësirës NASA kreu një sërë misionesh hapësinore në Hënë. Gati 400 kilogramë mostra dheu u transportuan përsëri në Tokë. NGI—Instituti Gjeoteknik Norvegjez po përdor tani skanime CT të 10,000 grimcave hënore nga ekspeditat e Apollo për të studiuar se si do të sillen tokat hënore kur njerëzit të fillojnë të krijojnë struktura inxhinierike për sipërfaqen hënore.

Në të ardhmen e afërt, misionet Artemis të NASA-s planifikojnë të dërgojnë njerëz në Hënë përsëri për herë të parë në 50 vjet. Këtë herë, astronautët potencialisht do të punojnë dhe jetojnë në Hënë për periudha të gjata. Por si të ndërtohet një bazë e banueshme në Hënë? Çfarë forcash mund të përballojë toka në hënë? Dhe me kushtet që janë në hënë, si sillen materialet, si një kokërr tokë hënore?

“Selenoteknika, një paralele me gjeoteknikën këtu në Tokë, është studimi se si sillen tokat hënore, të quajtura gjithashtu regolith. Të kuptuarit e sjelljes themelore të tokave hënore si forca dhe forma e tyre e kokrrizave është kritike për marrjen e njohurive realiste dhe të sakta rreth tokës. kushtet në Hënë. Në NGI, ne po krijojmë një bazë të përditësuar njohurish mbi vetitë themelore të tokave hënore”, thotë Dylan Mikesell, një gjeofizik i lartë dhe hetues kryesor.

Baza e përditësuar e njohurive që NGI po zhvillon tani mbi vetitë e materialit hënor do të jetë e rëndësishme në përgatitjen për misionet e ardhshme hapësinore dhe për aktorët që do të ndërtojnë infrastrukturë ose do të ofrojnë pajisje – të tilla si një rover robotik.

Kur Neil Armstrong hodhi hapat e parë të njerëzimit në hënë më 21 korrik 1969, ai dinte shumë pak për atë që do ta përshëndeste atë dhe të tjerët në misionin Apollo 11. Teksa doli nga anija kozmike, ai gjeti një peizazh të mbuluar me atë që quhet regolith. Kjo tokë hënore, e cila është një përzierje pluhuri, grimcash më të mëdha dhe fragmente, mund të jetë deri në 10 metra e trashë. Në Hënë, nuk ka atmosferë, dhe gravitet shumë i ulët në krahasim me Tokën. Dhe ajo pak ujë që është e pranishme, përmbahet në formën e akullit – të ngrirë midis këtyre grimcave të tokës.

Pa erën dhe ujin në lëvizje, asgjë nuk gërryen skajet e mprehta të materialeve gjeologjike, si në Tokë. Prandaj, në hënë, një kokërr tokë hënore mund të jetë e mprehtë dhe mund të jetë e rrezikshme për pajisjet si kostumet hapësinore. Shtojini kësaj faktin se ndryshimet e temperaturës në Hënë janë ekstreme dhe mund të variojnë nga minus 130° deri në mbi 120° Celsius. Rrezatimi diellor mund të jetë mbi 200 herë më i lartë se në sipërfaqen e Tokës, dhe grimcat në atmosferë bien shi mbi peizazhin sepse hëna, ndryshe nga Toka, nuk ka një fushë magnetike mbrojtëse.

Një shembull tjetër që ilustron se si toka në Hënë ndryshon nga Toka është se si elektriciteti statik në Hënë ndihmon për të mbajtur së bashku dy kokrra dheu. Këtu në Tokë, uji ka rolin dominues në kohezionin e grimcave. Ky ndryshim ndikon në forcën e grumbullit të tokës.

“Në fund të fundit, ne nuk mund të udhëtojmë në Hënë për të punuar si inxhinierë gjeoteknik hënor. Megjithatë, në NGI, ne kemi metoda të avancuara testimi për kushtet e tokës në Tokë. Ne i përdorim këto si pikënisje kur analizojmë kushtet e tokës në hënë. ”, thotë Luke Griffiths, një studiues i vjetër në NGI.

10,000 grimca nga ekspeditat Apollo janë skanuar me CT dhe të dhënat janë dërguar në NGI. Këtu, grimcat hënore nxirren nga skanimet CT dhe përdoren për të ndërtuar një katalog të kokrrave 3D. Modelet e simulimit kompjuterik më pas mund të kalibrohen me testet laboratorike të NGI për Tokën. Por si të rikrijohen kushtet e veçanta në Hënë – të tilla si graviteti i reduktuar – në mënyrë që vetitë materiale të mund të përcaktohen dhe testohen?

“Duke i shtyrë instrumentet sa më poshtë që të jetë e mundur në laboratorin tonë, ne jemi në gjendje të imitojmë kushtet që janë në hënë pesë metra nën tokë. Megjithatë, ne nuk jemi në gjendje t’i shtyjmë instrumentet aq poshtë sa të mund të imitojmë sipërfaqen e hënës. Më pas instrumentet ndalen. Prandaj ky boshllëk njohurish duhet të modelohet duke përdorur simulimin kompjuterik. Është e vetmja mënyrë derisa të fillojmë të kryejmë eksperimente në Hënë”, thotë Alex X. Jerves, një studiues postdoktoral në NGI.

Distanca nga Toka në Hënë është 384,400 kilometra. Nëse njerëzit do të jetojnë dhe punojnë në Hënë për periudha të gjata, nuk do të jetë e mundur të transportohen të gjitha burimet jetike, si uji dhe energjia, nga Toka në Hënë.

Njohuritë rreth burimeve të gjetura në Hënë, dhe se si këto mund të përdoren më së miri, janë prandaj të rëndësishme – i ashtuquajturi Përdorimi i Burimeve In Situ, ose ISRU. Për shembull, si do të përdoret dielli si burim energjie në hënë? Çfarë njohurish kemi për peizazhin e hënës dhe metalet dhe mineralet që gjenden në regolit, malet dhe shkëmbinjtë? Ku kemi nevojë për më shumë njohuri për të përdorur burimet e hënës? Dhe deri në çfarë mase ekspertiza norvegjeze mund të kontribuojë në zgjidhjen e këtyre sfidave?

“Në strategjinë e saj drejt vitit 2030, Agjencia Evropiane e Hapësirës u bën thirrje komuniteteve evropiane të dijes dhe industrisë që të marrin një rol udhëheqës në zhvillimin e teknologjisë së rëndësishme ISRU. Në emër të Agjencisë Norvegjeze të Hapësirës, NGI ka hartuar ekspertizën brenda ISRU që aktorët norvegjezë mund të kontribuojnë në dhe të zhvillohen më tej – si në kërkim dhe zhvillim, ashtu edhe në aspektin komercial”, thotë Sean Salazar, studiues i lartë në NGI.

Studimi arriti në përfundimin se Norvegjia ka përvojë të gjerë në mbledhjen, përpunimin dhe ruajtjen e burimeve natyrore nga industria e energjisë dhe minierave, të kombinuara me kontribute të specializuara në disa fusha teknologjike – nga sensorët e eksplorimit te zhvillimet e reaktorëve të energjisë deri te lëshimet satelitore.

“Norvegjia është në një pozicion të shkëlqyer për të kontribuar në zhvillimet e ardhshme në mënyrën se si të maksimizohen burimet e hënës,” thotë Salazar.