ساختن پايگاه در کره ي ماه

مي خواهيم درآينده به کره ي ماه برويم. چرا؟ زيرا آن جا مکاني مناسب براي انباشت مواد وسکونت نيروي انساني براي کار درخارج ازمحدوده ي نيرومند گرايش زمين است. ماه مي تواند سکوي پرتابي براي آغاز مأموريت هاي فضايي يا ارسال نخستين انسان ها به مريخ باشد. شايد گردشگران فضايي هم به سفري کوتاه، و شرکت هاي حفاري معدن نيزبه سرمايه گذاري درماه علاقه نشان بدهند. به دست آوردن داده هاي علمي جديد هم ممکن است بسيار وسوسه انگيز باشد. به هرعلتي که بخواهيم به اين قمر کوچک خاکي برويم براي حضور در آن جا به ساخت پايگاه احتياج داريم. دير يا زود انسان درماه ساکن خواهد شد. اما در چه جايي؟ چگونه خواهد توانست با شرايط دشوار زيستي درآن جا سازگار شود؟ کليد حل اين مسايل در دست هاي مهندسان سازه است تا شگفت انگيزترين سکونت گاه هايي را، که بشر به چشم ديده، بسازيد.

چالش ها وخطرها
 

مأموريت هاي سرنشين دار به مريخ تا حد بسياري درکانون توجه بوده، اما زمان آن است تا به بازنگري روش هاي سکونت دراز مدت درماه بپردازيم. ازسويي، پس از گذشت حدود 40 سال از پرواز آپولو 11، فناوري رفتن به ماه را داريم واز سوي ديگر دانش بشري آن قدر پيشرفته شده است که بتوانيم مدتي طولاني درفضا زنده بمانيم. گام بعدي آغاز ساخت وساز درفضاست. اما اساسي ترين مسائلي که سازندگان سکونت گاه هاي روي ماه را به چالش خواهند کشيد کدام ها هستند؟
بحث داغ بر سراين که آيا نخستين سکونت فرازميني انسان بايد درماه باشد يا مريخ هنوز در جريان است. مريخ همواره نامزد چالش برانگيزي براي سکونت انسان روي کره اي ديگر بوده، با اين همه، جرمي که در شب هاي صاف نور درخشانش را به ما مي تاباند ودر دسترس تراست چيزي جز ماه نيست. از زمين مي توانيم جزييات روي آن را ببينيم. با معيارهاي نجومي ودر قياس با سيارات بسيار به ما نزديک است، از اين رو به عقيده ي بسياري از دانشمندان ماه بايد پايگاهي براي شروع سفر6 ماهه (در بهترين شرايط ) به سياره ي سرخ باشد. سفرهاي قبلي به ماه هم تجربيات خوبي اند. (البته همان طورکه درشماره ي 196 نجوم خوانديد به دستور رييس جمهور ايالات متحده برنامه هاي فضايي سرنشين دار امريکا فعلاً منتفي شده اند واگرهم اصلاً برنامه اي براي سفر انسان به ماه يا مريخ وجود داشته باشد ممکن است از سوي چين، ژاپن ياکشورهاي ديگر اجرا شود.)
تا اواسط دهه ي 1990/1370 دانشمندان در فکر برنامه ي پرواز مستقيم به مريخ بودند اما در سال هاي اخير ايده ي دو مرحله اي کردن اين سفر با استفاده از پايگاهي درماه مطرح شده است. اين منطقي است: هنوز بسياري از مسايل روان شناختي انسان درخارج از جو زمين بررسي نشده وهمچنين فناوري هاي مسکوني کردن اين کرات را فقط درحين خود فرايند مسکوني سازي مي توان کسب کرد!
درک چگونگي واکنش بدن انسان به محيطي با گرانش ضعيف وکارکرد فناوري هاي نوين در آن شرايط، نه تنها براي دانشمندان وفضا نوردان بلکه براي ساکنان آينده ي ماه حياتي است. کاوش فضا به اندازه ي کافي پرخطر است، ازاين روکم کردن خطر ناکامي ها براي آينده ي مأموريت هاي سرنشين دار در منظومه ي شمسي ضروري است.
پس براي طراحي پايگاهي بر سطح ماه از کجا بايد آغاز کرد؟ يکي از دغدغه هاي اصلي مهندسان، تأثير مخرب خلأ برمواد ساختماني است. نوسان شديد دما، برخورد ذرات ريز شهاب واره با سرعت بسيار، نيروهاي وارده از بيرون بر روي سازه ها به علت فشارهواي داخل شان، شکننده شدن مواد به سبب سرماي زياد وفرسايش تدريجي ناشي از برخورد ذرات پر انرژي کيهاني همه وهمه بر روند ساخت پايگاه تأثير خواهند گذاشت. پس از برآورد اوليه ي خطرات مي توان کار روي سازه ها را شروع کرد.
نيروي گرانش ماه يک ششم زمين است. بنابراين مهندسان خواهند توانست سازه هايي را که امکان بر پا کردن شان درزمين نيست در ماه بسازند. همچنين هر جا وهرگاه که لازم باشد بايد از مصالح محلي استفاده کرد زيرا هزينه هاي پرتاب موشک براي حمل مواد اوليه سرسام آور خواهد شد، ازاين رو بهتر است به جاي آن که مواد اوليه اززمين آورده شوند ازمعادن خود ماه تأمين شوند. از رگوليت (خاک پودري) ماه هم مي توان براي عايق بندي وپوشاندن قسمت هايي از سازه ها استفاده کرد تا ساکنان آينده از خطر پرتوهاي کيهاني سرطان زا در امان بمانند. بنابرمطالعات انجام شده، رگوليتي به ضخامت دست کم 2/5 متر مي تواند بدن انسان را از خطر پرتوهاي مضرگسيل شده دور نگه دارد. ساختمان هاي روي کره ي ماه از هر جهت بايد عايق شوند تا هدر رفتن گرما به کمترين ميزان برسد. آن چنان جوي هم درماه وجود ندارد تا شهاب واره ها در آن بسوزند، بنابراين به لايه ي محافظ ديگري براي جلوگيري از برخورد ذرات مهاجم فضايي نياز است. آيا چاره ي کار ايجاد ساختمان هايي در زير سطح ماه است؟
با اين همه، برپا کردن سکونت گاه دايمي درماه واقعاً کار دشواري است. بديهي است کم بودن گرانش مشکلات حرکتي بسياري براي کارگران ساختماني ايجاد مي کند. از سويي نبود جو براي کارگران خطرات بسياري را به همراه خواهد داشت. وقتي هوا در اطراف ابزاري چون دريل درجريان نباشد، هنگام مته کاري گرماي شديدي به سبب اصطکاک حرکتي توليد مي شود. تراشه ها وسنگ ماه ازاين گرما به هم مي چسبند وکار را دشوارتر مي کنند. اگر هم طي عمليات ساختماني لازم باشد جايي منفجر شود ذرات انفجاربا چنان سرعتي در محيط خلأ پرتاب مي شوند که از هر چه در مسيرشان باشد رد مي شوند. بديهي است نمي خواهيد جايي زندگي کنيد که هر آن ديوار منزل تان سوراخ سوراخ بشود! بدتر از آن گرد وخاک ناشي از حفاري هاست که همه جا از جمله روي ماشين هاي صنعتي مي نشيند وکم کم انباشته مي شود. گرد وخاک ماه که بر لباس هاي فضايي مي نشيند به آساني پاک نمي شود واگرتنفس شود معلوم نيست چه عوارضي براي فضانوردان داشته باشد.

نخستين تصورات از سکونت گاهي روي ماه
 

همان طورکه احتمالاً حدس مي زنيد، خطرات بسياري در ارسال انسان به ماه وجود دارد. با اين حال، زماني که نخستين ساکنان بي باک ماه شروع به ساخت وساز کنند، خطرات کمتر مي شود وکار به سرعت پيشرفت خواهد کرد. اين ها همه خوب است، اما چگونه نخستين پايگاه را بر روي رگوليت ماه بسازيم؟ بهترين شکل از ساختار سکونت گاه، که با نيازهاي ما هم متناسب باشد، چگونه خواهد بود؟ پاسخ برخي از اين پرسش ها براي مهندسان سازه، پيش از انتشار ايده ها و پيش نمونه هاي ساختمان هاي شان، روشن است وبرخي هم چندان واضح نيست.
پيش ازاين به برخي از خطراتي که پيش روي فضانوردان وساکنان آينده ي ماه است اشاره کرديم. با وجود همه ي اين دشواري ها انسان توانايي حل اين مسايل فني را دارد البته اگر سياست وبودجه اجازه بدهند! ميزان بودجه تأثير مهمي بر ايده ها وطرح هاي ساخت پايگاه وتأسيسات نخستين براي اسکان انسان ها خواهد گذاشت.
تاکنون الگوهاي معماري بسياري براي سکونت گاه هاي ماه ارايه شده است. با اين حال، فکر برنامه ريزان مأموريت برهزينه ي ساخت وبهره وري متمرکزاست. سازه هاي ساخته شده روي زمين، به غيرازکارآمد بودن، بايد بسيار سبک باشند تا بتوان آن ها را خارج از محدوده ي نيرومند گرانش زمين به آساني نصب کرد. به طورکلي به نظر مي رسد که قطعات نخستين پايگاه هايي که برسطح ماه ايجاد خواهند شد بايد ابتدا درزمين ساخته شوند، اما همين که کارگاه هاي عمراني ماه برپا شدند. مصالح بومي توسط انسان يا روبوت استخراج وسکونت گاه ها درمحل اصلي (يعني روي ماه) ساخته خواهد شد. در ادامه به جزييات بعضي از ساختارهاي درنظر گرفته شده مي پردازيم.

مدل هاي باد شونده
 

سکونت گاه هاي باد شونده همواره مطلوب بوده اند، چرا که براي بهينه سازي فضاي زندگي درساخت آن ها از مواد سبک وزن استفاده مي شود. ازآن جايي که درماه جو وجود ندارد (به جز برخي گازهاي رقيق که از سطح آن فوران مي کنند)، بايد درهر سکونت گاه فشار بالايي براي شبيه سازي جو زمين (حدود 1 اتمسفر) ايجاد کرد. با توجه به نيروهاي روبه بيرون درداخل سکونت گاه ناشي از فشار گاز، يکپارچگي ساختاري باد شونده مي تواند محفوظ بماند. با فرض اين که پوشش باد شونده به اندازه ي کافي محکم باشد، خطرافت فشار گاز کم خواهد بود.
اما مشکلي بزرگ درسکونت گاه هاي باد شونده وجود دارد. درمحيطي نزديک به خلأ، مانند ماه، محافظت ساختمان ها از برخورد شهاب سنگ ها وخرده زباله هاي فضايي ضروري است. اگر پرتابه هاي پرسرعت باعث ضعيف شدن پوشش حفاظتي شوند، فاجعه ي افت فشارگاز اتفاق مي افتد. پوشاندن سکونت گاه ها با لايه ي محافظتي رگوليت يکي از راه حل هاي اين مسئله است. همچنين تعداد زيادي سامانه هاي هشدار اوليه بايد درمحل نصب شوند.
دريکي از طرح ها از بالشتک هاي باد شونده به شکل قالب هاي مکعب (به جاي قالب کروي طبيعي) استفاده شده است. بسياري از اين بالشتک ها مي توانند روي هم سوار شوند ومانند قطعات لگو به توسعه ي سکونت گاه ها کمک کننند. ساختارکلي شان با استفاده از تيرک هاي کششي حفظ مي شود ودر برابر بيرون زدن مواد ديواره مقاوم اند. افزودن لايه ي رگوليت نيز آن ها را دربرابر برخورد شهاب سنگ ها وپرتوهاي خورشيدي محافظت خواهد کرد.

مدل هاي پيش ساخته
 

بناهاي پيش ساخته ي کلاسيک به طور گسترده ازمايش شده اند و گونه اي تثبيت شده درساخت وسازند. با توجه به نصب آسان شان، يکي از برنامه ها ارسال قطعات به مدارهاي پايين زمين (LEO) است. اسکلت ساختمان به راحتي به اشکال چهار، شش يا هشت وجهي ساخته خواهد شد که با آن اسکلت اوليه ي سکونت گاه ساخته مي شود. پس از تکميل شدن، آن را با فرودي نرم وکنترل شده به سطح ماه حمل مي کنند. اين روش با استفاده از فناوري هاي موجود ممکن است ومي تواند يکي از راه کارهاي احتمالي براي آغاز ساخت پايگاه درماه باشد. اسکلت اوليه ي سکونت گاه را مي توان در سطح ماه نيز با همين چارچوب هاي پيش ساخته بنا کرد.

مصالح محلي
 

درنهايت، دانشمندان اميدوارند که درسکونت گاه هاي ماه زير ساخت هايي وجود داشته باشد تا با کمک آن ها بتوان مصالح محلي را از معادن ماه استخراج کرد ومواد اوليه ي سازه ها را، بدون نيازبه حمل شان از زمين، همان جا توليد کرد. اين براي ساخت پايگاهي با توسعه ي پايدار درماه حياتي است.
با اين حال براي عايق کردن سکونت گاه ها وجلوگيري از فرار هواي دروني، فرم جديدي از بتن بايد توليد شود. تمام ترکيبات براي مخلوط بتن را مي توان درماه پيدا کرد، به جزآب (وهمچنين هيدروژن). از آن جايي که درماه گوگرد فراوان است، مي توان از انواع گوناگون بتن را بدون نياز به آب توليد کرد تا درساخت سکونت گاه هاي طاق دار وگنبد داراستفاده شود. همچنين با روش هاي تصفيه ي پيشرفته مي توان اليافي مانند پشم شيشه را براي درزگيري داخلي ساختمان توليد کرد. به احتمال بسيار ساخت وساز با مصالح بومي يکي از روش هاي پيشرفته ي شهرسازي درمه خواهد بود واز اين رو، دست کم در فاز نخست، گروه اول مهاجران براي تأمين مواد اوليه به پشتيباني زمين نياز دارند.

مجراهاي گدازه
 

مجراهاي بازمانده اي از گدازه ي باستاني در زير سطح ماه وجود دارند که ممکن است ساکنان آينده ي ماه ازآن استفاده کنند. استفاده از کانال هاي طبيعي مزيت هايي دارد: کمترين نياز به ساخت وساز از آن جمله است. بسياري ازحاميان اين ايده براين باورند که سازه هاي زير سطحي ماه از خطرهاي بيروني درامان خواهند ماند، پس چرا نبايد از اين پوشش طبيعي درماه بهره برد؟ مجراهاي گدازه ممکن است مانند تونل هاي تودر توبه هم متصل باشند، بنابراين با ايجاد فضايي بزرگ جمعيت بسياري را درخود جاي مي دهند؛ ساکناني که به اندازه ي کافي از برخورد شهاب وارها و تابش هاي خورشيدي درامان مي مانند.

مه نوردها
 

براي پرکردن شکاف ميان پايگاه ثابت وپايگاه کاملاً سيار، ممکن است نخستين ساکنان در پايگاه هاي سيار کوچک تر زندگي کنند وهم زمان داخل همان ها بر سطح ماه پرسه بزنند. در واقع بسياري از طراحان، اين راه حل را براي پاسخ دراز مدت به ساکنان آينده ي ماه پيشنهاد داده اند. برخلاف مه نوردهايي که تا به حال استفاده شده اند مه نوردهاي آينده بزرگ ومناسب براي حمل چندين نفر خواهند بود. استفاده از مه نوردها درمقام پايگاه هاي سيار ممکن است تأثير منفي برفرايندهاي دايمي مانند کشاورزي بگذارد، اما به ساکنان اجازه ي حرکت آزادانه - هرگاه وبه هرکجا که لازم باشد - روي کره ي ماه را خواهد داد.

طراحي ساختاري
 

پس از آشنايي با خطرات پيش روي انسان درماه وبررسي انواع ساختارهاي ممکن براي سکونت گاهي روي مه، اکنون نوبت آن است که به طورجدي شروع به طراحي نخستين ساختار سکونت گاهي با درنظر گرفتن بهينه سازي فضا وبيشترين استفاده از مصالح محلي کنيم. اين سکونت گاه ها بايد فشار هوايي مشابه زمين داشته باشند وساکنان شان را دربرابر برخورد ريز شهاب واره ها محافظت کنند.
عوامل کليدي موثر بر طراحي ساختار سکونت گاه درماه عبارت اند از،
-نيروي گرانشي برابر يک ششم گرانش زمين.
-بالا بودن فشار هواي داخلي (براي ايجاد هواي مناسب تنفس انسان).
-محافظت در برابر تابش خورشيدي وديگر پرتوهاي کيهاني،
-محافظت دربرابر برخورد شهاب واره هاي ريز،
-اثرات مخرب خلا برمصالح ساختماني.
-آلودگي گرد وغبار ماه، و
-نوسانات شديد درجه ي حرارت.
علاوه براين، سازه هاي ماه بايد براي نگهداري وتعميرات ساده وارزان ساخت باشند وبا سکونت گاه هاي ديگر مه نشين ها و وسايل نقليه سازگار باشند. براي ساخت وساز ارزان تر، بايد تا حد امکان از مصالح محلي استفاده شود. مصالح اوليه براي ساخت وساز ارزان قيمت را مي توان از رگوليت ماه تهيه کرد که به فراواني در سطح ماه وجود دارد.
پيداست که رگوليت مزاياي بسياري براي ساخت وساز درماه دارد. براي تکميل بتن ماه، ساختاراوليه ي سازه ها را مي توان با قالب هاي ريخته گري شده ي رگوليت ساخت. رگوليت ريخته شده بسيار شبيه به بازالت ريخته شده ي زميني است. رگوليت ريخته شده دراثرذوب شدن و خنک شدن آهسته ي رگوليت در قالب ريخته گري ايجاد مي شود وبه شکل ساختار بلورين در مي آيد، ودر نتيجه به قطعه اي فشرده ونسبتاً انبساط پذير براي ساختمان سازي تبديل مي شود. خلأ، ودرواقع نبود جو، درماه بسيار به فرايند ساخت مواد کمک مي کند. همچنين تجربه ي ساخت بازاليت ريخته شده را در زمين داريم. بنابراين اين کار روشي جديد وآزمايش نشده نيست. شکل کلي سکونت گاه را مي توانيم با آماده سازي کمي از موادخام توليد شده ايجاد کنيم. مي توانيم اجزايي مانند تيرک ها، ستون ها، صفحه هاي بتني، پوسته ها، قطعات طاق هاي قوسي، بلوک ها واستوانه ها را بسازيم، به گونه اي که هر عنصرده بار بيش ازبتن فشار ومقاومت کششي داشته باشد.
استفاده از رگوليت ريخته شده مزاياي بسياري دارد که از آن جمله سختي بسيار ومقاومت در برابر فرسايش ناشي از گرد وغبارماه است. رگوليت ماده اي ايده ال براي هموارکردن سطوح سکوهاي پرتاب موشک درماه وديواره ي محافظتي پيرامون باند فرود وهمچنين محافظ خوبي در برابر شهاب واره ها و پرتوهاي کيهاني است.
اکنون تجهيزات اصلي ساختمان و مصالح محلي را با استفاده از کمترين مواد لازم دراختيار داريم. تصور مکانيزه بودن روند ساخت رگوليت ريخته شده چندان دشوار نيست. حتي پيش از قدم نهادن انسان بر روي ماه، مي توان سکونت گاهي با پوشش مواد ريخته گري شده ايجاد کرد تا پذيراي نخستين ساکنانش باشد.
اما بزرگي اين سکونت گاه چقدر بايد باشد؟ پاسخ به اين پرسش بسيار دشواراست، اما بديهي است درصورتي که از هر سکونت گاه ماه براي مدتي طولاني استفاده شود بايد فضايي راحت داشته باشد. در واقع، براساس دستورالعمل هاي ناسا براي مأموريت هاي طولاني تر از 4 ماه کمترين فضاي لازم براي هر فرد 20 متر مربع است.
بد نيست استانداردهاي اقامت بلند مدت درماه را با مأموريت هاي کوتاه مدت جميني در اواسط دهه ي 1340/ 1960 مقايسه کنيم. فضاي سکونت براي هر نفر درفضا پيماي جميني فقط 57/. متر مربع بود! خوشبختانه چنين مأموريت هايي با اين گونه فضاي کم زندگي براي فضانوردان، کوتاه مدت بودند. البته، علي رغم مقررات ناسا، مساحت 120 متر مربع براي هر فضانورد توصيه شده که تقريباً هم اندازه ي فضاي زندگي در ايستگاه فضايي بين المللي است. فضايي مشابه در داخل سکونت گاه هاي آينده در ماه براي تندرستي خدمه وموفقيت مأموريت لازم است.
طبق اين دستورالعمل ها، طراحان سکونت گاه مي توانند محيطي مناسب براي زندگي ايجاد کنند. بديهي است که سطح بنا، ارتفاع وکاربردي بودن آن بايد بهينه سازي شود تا فضاي کافي براي تجهيزات، پشتيباني، نگهداري وانبار مواد در نظر گرفته شود. دريکي از طرح هاي ابتدايي سکونت گاه که فلوريان رويس وهايم بنارويا ارايه کردند نيم دايره اي به شکل «آشيانه» (پناهگاه) درنظر گرفته شده است.(تصوير بالا).
نماي طاق قوسي، که نيروهاي بالايي را تحمل مي کند، براي مهندسان سازه آشناست. از اين رو پيش بيني مي شود که قوس ها يکي از اجزاي مهم درطراحي سازه باشند زيرا نيروهاي کششي ساختمان را مساوي توزيع مي کنند. البته تمهيدات معماري از قبيل ثبات مواد زير بنا و زاويه ي شيب را بايد حين ساخت فونداسيون سکونت گاه درنظر داشت، اما پيش بيني مي شود که اين طرح، زيربناي بسياري از مسايل مرتبط با ساخت وساز درماه باشد.
بيشترين نيروي وارده بر طرح آشيانه ناشي از فشار داخلي رو به بيرون خواهد بود نه ازگرايشي رو به پايين. ازآن جا که فشار داخلي سکونت گاه بايد معادل فشار روي زمين باشد، کاهش تدريجي فشار از محيط داخلي به خلأ بيروني کشش زيادي بر ساختمان اعمال مي کند. اين جاست که استفاده از طاق يا قوس درمعماري به کمک مي آيد: ديگرگوشه اي وجود ندارد، بنابراين هيچ نقطه ي ضعيفي نمي تواند يکپارچگي سازه را از بين ببرد.
عوامل بسيار ديگري شامل برخي محاسبات پيچيده ي تنش وکشش درنظر گرفته شده اند، اما توضيحات بالا نشان مي دهد که مهندسان سازه بايد چه چيزهايي را در نظر بگيرند. با ساخت سکونت گاهي محکم از رگوليت ريخته شده، بلوک هاي ساختماني براي ساخت وسازي پايدار روي ماه ساخته مي شوند. براي محافظت بيشتر در برابر پرتوهاي خورشيد وشهاب واره ها، اين سکونت گاه هاي قوسي مي توانند پهلو به پهلو ساخته وبه هم مرتبط شوند. هنگامي که مجموعه اي ازمحفظه ها ساخته شد، رگوليت نرم تر در بالا گذاشته مي شود. صخامت رگوليت ريخته شده نيز بهينه سازي مي شود تا چگالي مواد ساخته شده محافظت بيشتري را فراهم کند. شايد بتوان برش هايي از رگوليت فشرده را هم به صورت لايه لايه دربالا قرار داد.
هنگامي که اجزاي اساسي سکونت گاه ساخته شدند، مي توان طرح شهرک سازي را آغاز کرد. «برنامه ريزي شهرک سازي» درماه کار پيچيده ي ديگري است که بايد درآن بسياري از آرايش هاي فضايي ماژول ها درنظر گرفته شود که مهم ترين آن ها عبارت اند از، خطي (طولي)، محوطه اي، منشعب، شاخه اي و خوشه اي. اما اين ساخت هاي اقامت دائم بشر درماه در آينده به عوامل بسياري بستگي دارد.

زير ساخت ها وحمل ونقل
 

دراين عصر هيجان انگيزاما چالش برانگيز کاوش فضا، زمان به سرعت براي طرح هاي جدي براي ساخت پايگاه هاي ماه درگذر است. اکنون نوبت آن رسيده که اجزاي کوچک مقياس تري را بررسي کنيم که وجودشان براي بقاي سکونت گاه ها در ماه ضروري است. گرچه احتمال دارد که نخستين سکونت گاه ها، حتي پيش ازآن که انسان روي کره ي ماه قدم بگذارد. با فراينده هاي خود کارساخه شوند يکي از نگراني هاي اوليه ي مهندسان، ساختن زير ساخت هاي سکونت گاه ها خواهد بود تا ساخت وساز تا حد امکان کارآمد باشد.
زيرسازي يکي از مهم ترين وسايل براي برنامه ريزان مأموريت خواهد بود. مصالح ساختماني چگونه توليد خواهند شد وچگونه به کارگران ساختماني رسانده مي شوند؟ چگونه آب ومواد غذايي ماه نشينان تازه وارد تأمين خواهد شد؟ آيا مي توانيم وسايل نقليه ي پشتيباني را به آساني ازجايي به جاي ديگر منتقل کنيم؟ نمونه هاي تاريخي مفيدي از زير ساخت هاي حمل ونقل کارآمد را مي توان در تولد شهرها در اطراف رودخانه ها ديد( رودخانه به طور سنتي سريع ترين راه براي حمل ونقل افراد ومواد است). کانال هاي آبي براي آوردن زندگي به شهرها در دوران انقلاب صنعتي در انگلستان در اواخر قرن هجدهم نقش مهمي داشتند. هنگامي که خطوط راه آهن، شرق وغرب آمريکاي شمالي را در نيمه ي دوم قرن 19 ميلادي به يکديگر متصل کرد، سرعت رشد جمعيت هم بالا رفت وتجربه اي شد که مردم همه چيز را از نو بسازند. در طول 50 سال گذشته، در ايالات متحده بزرگراه کاليفرنياي جنوبي باعث گسترش پمپ بنزين ها، رستوران ها، ومغازه ها شده ودر پي آن مناطق مسکوني براي کارگران ساخته شده اند. درنهايت تمام شهرها وشهرستان ها دراطراف زير ساخت هاي حمل ونقل بر پايه ي دسترسي آسان به اين زير ساخت ها به وجود مي آيند.
آينده ي سکونت درماه ومريخ به احتمال بسيار برهمين اساس خواهد بود. آينده ي سکونت گاه ها درماه به شدت به کارآمدي ساختار حمل ونقل بستگي دارد. منطقي است که بيشترحمل ونقل درماه، مانند آنچه در مأموريت هاي آپولو در دهه هاي 1960/1340 و 1970/1350 استفاده شد، با وسايل نقليه ي چرخ دار باشد. به هر حال اين روش اشکالات بسياري دارد.فلوريان رويس، مهندس سازه که در باره ي سکونت گاه هاي آينده درمحيط هاي شگفت انگيز تحقيق مي کند، وهمکارش هايم بنارويا به برخي ازآن ها اشاره مي کنند:«نياز به جا به جايي انفرادي هميشه درهر مأموريتي وجود دارد وراه حل بديهي استفاده از وسيله ي نقليه ي چرخ دار است. اما دومسئله ي جدي وجود دارد: کاهش کشش نيروي گرانش وکشش خاک ماه مشکلي ايجاد خواهد کرد مانند آنچه براي مريخ نوردهاي کاوش گر، يعني روح وفرصت، پيش آمد که سبب گير کردن ماشين مي شود ونيروي بسياري براي دوباره حرکت کردن نياز دارد. مشکل دوم گرد وغباراست. تجربه ي مأموريت هاي آپولو نشان مي دهد که گرد وغبار بسياري در پي حرکت وسايل نقليه ي چرخ دار بلند مي شود. اين گردو غبار براي دستگاه ها وتنفس انسان ها زيان آوراست.»
بنابراين جا به جايي با مه نورد اصلاح شده براي پايگاهي توسعه يافته نمي تواند کارآمد باشد. درصورت استفاده از وسايل حمل ونقل چرخ دار، به برخي زير ساخت هاي جاده اي نيازخواهد بود.
گرد وغبارماه مشکل کوچکي نيست. تجربه ي ناسا در مأموريت هاي آپولو نشان مي دهد که برخاستن وفرود آمدن ماژول هاي مه نشين تا حد بسياري باعث پخش شدن گردوغبار مي شود. 50 درصد رگوليت ماه از دانه ي ماسه ي نرم کوچک تر است وتقريباً 20 درصد آن کوچک تر از «غبار» 02/. ميلي متري است که نخستين رد پاي نيل آرمسترانگ را حفظ کرده. اين بخش بسيار نرم رگوليت ممکن است سبب بروز مشکلات بهداشتي و مکانيکي شود، از جمله:
- اختلال در بينايي.
- ناخوانا شدن داده هاي دستگاه ها.
- پوشش گرد وغبار،
- از دست دادن کشش،
- گيرکردن سامانه هاي مکانيکي،
- فرسايش،
- مشکلات کنترل حرارتي،
- از بين رفتن عايق بندي ها، و
- تنگي نفس،
بنابراين بديهي است که ايجاد گرد وغبار بايد به کمترين ميزان برسد تا از مدفون شدن زير ساخت ها جلوگيري شود. جاده ها پاسخ کاملي براي سکوت گاهي جديد روي ماه خواهند بود. آن ها کشش مورد نياز را براي وسايل نقليه ي چرخ دار فراهم مي کنند وممکن است ازتعليق گرد وغبار به ميزان قابل توجهي بکاهند. به ويژه اگر سطح آن ها بالاتر از رگوليت پيرامون شان باشد. با اين حال، جاده ها مشکلاتي هم دارند. ساخت شان بسيار دشوار وپرهزينه است. ذوب رگوليت وتبديل آن به سطح سخت ممکن است پاسخ گو باشد، اما همان طورکه رويس به آن اشاره مي کند: «اين کار نياز به انرژي بسياري دارد که فقط با انرژي خورشيدي تأمين نمي شود.» بنابراين شکل جانشين انرژي براي ساخت چنين سازه اي لازم خواهد بود.
گرچه ساخت جاده بسيار لازم است، دست کم درمراحل اوليه ي توسعه ي سکونت گاه هاي ماه ممکن نيست. يک راه حل در زمينه ي حمل ونقل فضايي روش پرواز وفرود عمودي است اما، همان طور که قبلاً گفته شد، اين روش مقدار بسيار گرد وغبار توليد مي کند. اما بايد پايگاه هاي متعدد درماه وجود داشته باشد واين امکان پذيراست.
راه حل ديگر حمل ونقل که با سطح تماس نداشته وگرد وغبار کمتري توليد مي کند، استفاده از ترامواي برقي است. ظاهراً چنين شبکه ي حمل ونقلي بسيار مؤثر خواهد بود. رويس اشاره مي کند: «طي کردن فواصل بسيار طولاني درماه ميسر ودر نتيجه هزينه زير ساخت ها کم خواهد شد.» اين احتمال از سوي طراحان سکونت گاه ها درماه درنظر گرفته شده است.
همچنين رويس به اين نکته اشاره کرد که پايگاه هاي روي ماه مي توانند سيار باشند وبه برخي از مشکلات طاقت فرسايي اشاره کرد که برنامه ريزان سکونت گاه ها، در صورت استفاده از مصالح محلي، با آن ها روبه رو هستند: «من طرفدار پايگاه هاي سيار نيستم. درچنين سامانه اي توليد نيرو، ايجاد ارتباطات و به ويژه در دراز مدت محافظت در برابر شهاب واره ها و پرتوهاي کيهاني امکان پذير نيست. اما وسايل نقليه ي چرخ دار مي توانند تحت فشار طوري طراحي شوند که قادر به خدمت چندين روزه درطول مأموريت هاي علمي باشند. اين راه حل خوبي براي گسترش توانايي هاي پايگاهي دائمي خواهد بود. مصالح محلي هنوز هم مسئله ي بسيارمهمي است. تحقيقات من تا اين جا نشان داده که ما تنها پس از حضور قطعي وتجربه کردن مسايل ودشواري هاي محيط ماه، جرئت ساخت سکونت گاه با استفاده از مصالح محلي را پيدا خواهيم کرد. واين مطمئناً زماني پس از قدم نهادن انسان برماه خواهد بود. آن قدر مشکلات دست وپاگير ديگر نيز وجود دارند که من حتي نمي خواهم به آن ها اشاره کنم. به نظر من تنها مورد تأييد شده استفاده از رگوليت ماه براي حفاظت دربرابر شهاب واره ها وتابش هاي کيهاني است.»
منبع:نشريه نجوم، شماره 198.