القمر هو المغناطيس الذي يجذبنا.
قبل نصف قرن، قضى رواد فضاء أبولو 17 ثلاثة أيام على هذا النجم الذي يوجد ثقب في سطحه، والذي لا تؤثر جاذبيته على محيطاتنا فحسب، بل على مخيلتنا أيضًا. لمدة 75 ساعة، مشى رواد الفضاء على سطح القمر ببدلاتهم الفضائية وتجولوا في مركبة جوالة، بينما شاهدت البشرية على شاشات التلفزيون على بعد 150 ألف ميل. تم إيقاف برنامج أبولو بعد عودة رواد الفضاء إلى المحيط الهادئ في ديسمبر 1972، ومنذ ذلك الحين ظل القمر فارغًا وغير مميز في السماء مثل حورية البحر.
والآن تخطط وكالة ناسا للعودة. هذه المرة ستكون الإقامة طويلة. وللقيام بذلك، ستقوم ناسا ببناء منازل على القمر، والتي يمكن استخدامها ليس فقط من قبل رواد الفضاء، ولكن أيضًا من قبل المدنيين العاديين. وتعتقد أنه بحلول عام 2040، سيكون لدى الأمريكيين أول مشروع سكني لهم في الفضاء. العيش على المريخ ليس بعيدًا عن الركب. يعتقد بعض أعضاء المجتمع العلمي أن الجدول الزمني لوكالة ناسا طموح للغاية، خاصة قبل النجاح المؤكد لهبوط آخر على سطح القمر. لكن سبعة من علماء ناسا الذين تمت مقابلتهم في هذا المقال قالوا جميعًا إن هدف عام 2040 للهياكل القمرية يمكن تحقيقه إذا تمكنت الوكالة من الاستمرار في تحقيق أهدافها.
سترسل وكالة الفضاء الأمريكية طابعة ثلاثية الأبعاد إلى القمر، ثم تقوم ببناء الهياكل، طبقة تلو الأخرى، من الخرسانة القمرية المتخصصة التي تم إنشاؤها باستخدام مزيج من شظايا الصخور والشظايا المعدنية والغبار التي ترتكز على الطبقة العليا من سطح القمر المليء بالفوهات. والتي تنتشر إلى سحب سامة بمجرد إزعاجها. أصبح هذا المشروع الطموح ممكنًا بفضل التقنيات الجديدة والشراكات مع الجامعات والشركات الخاصة.
تقود ويركهايزر، التي كانت عائلتها تمتلك شركة إنشاءات صغيرة عندما كانت طفلة في فرانكلين بولاية تينيسي، عملية إنشاء برامج وآلات وروبوتات جديدة للمهام الفضائية المستقبلية.
وقال ويركيسر إن وكالة ناسا أصبحت أكثر انفتاحًا من أي وقت مضى على الشراكة مع الأكاديميين وقادة الصناعة، مما أدى إلى توسيع النطاق مقارنة بعصر أبولو. وقالت: “لقد جمعنا كل الأشخاص المناسبين معًا في الوقت المناسب لتحقيق هدف مشترك، ولهذا السبب أعتقد أننا سنصل إلى هناك”. “الجميع على استعداد لاتخاذ هذه الخطوة معًا، لذلك إذا قمنا بتطوير قدراتنا الأساسية، فلا يوجد سبب يمنعنا من القيام بذلك. »
من بين العوائق العديدة التي تحول دون الإقامة على القمر الغبار، وهو مسحوق ناعم للغاية يمكن أن يقطع مثل الزجاج. وهو يحوم في أعمدة ضارة ويكون سامًا عند استنشاقه.
ومع ذلك، قبل أربع سنوات، أخرج ريموند كلينتون جونيور، نائب مدير مكتب العلوم والتكنولوجيا في مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا في هانتسفيل، ألاباما، سبورة بيضاء لرسم فكرة المنازل والطرق ومدارج الهبوط. الغبار مشكلة، هذا صحيح. ولكن يمكن أن يكون الحل أيضا.
إذا كان من الممكن طباعة منازل ثلاثية الأبعاد على الأرض من التربة ومعادنها الموجودة هنا، فيمكن طباعة المنازل على القمر من التربة هناك، حيث يمكن أن تصل درجات الحرارة إلى 600 درجة وحيث يشكل مزيج خطير من الإشعاع والنيازك الدقيقة خطراً على المباني والهيئات.
وتتابع كلينتون قائلة: “إن ما يمكن أن يكون عليه الأمر متروك لخيال رواد الأعمال”.
عقدت وكالة ناسا شراكة مع ICON، وهي شركة تكنولوجيا بناء مقرها في أوستن، تكساس، لتحقيق هدفها لعام 2040. تلقت ICON تمويلًا أوليًا من وكالة ناسا في عام 2020، وفي عام 2022 أعلنت عن مبلغ إضافي قدره 60 مليون دولار لنظام بناء فضائي يمكنه يمكن استخدامها خارج الأرض لطباعة كل شيء بدءًا من منصات هبوط الصواريخ وحتى الموائل، وكل ذلك باستخدام الخرسانة الممزوجة في الموقع. في الوقت الحالي، لا تعدو الخطط أكثر من مجرد عروض، ولكن تمت دعوة المهندسين المعماريين من مجموعة Bjarke Ingels Group وSEArch للمساعدة في تطوير المفاهيم والرسومات.
يمكن طباعة أي شيء تقريبًا بتقنية ثلاثية الأبعاد، وقد روجت شركة ICON وغيرها من العاملين في الصناعة لهذه العملية باعتبارها حلًا سريعًا وفعالاً من حيث التكلفة لنقص المساكن في البلاد. تتيح لك الطباعة ثلاثية الأبعاد إنشاء كائنات طبقة تلو الأخرى من ملف رقمي. في مشاريعها الإنشائية على الأرض، تستخدم ICON مادة بناء حاصلة على براءة اختراع تسمى Lavacrete.
والشركة ليست غريبة على المشاريع الطموحة: فقد أنشأت نظام البناء الآلي واسع النطاق فولكان، والذي تم استخدامه لبناء بعض المنازل المطبوعة ثلاثية الأبعاد الأولى في أمريكا الشمالية. وتشمل هذه المجتمع أولا! قرية أوستن، التي تجمع بين 400 منزل للمشردين ومنازل في قرية ذات منازل ميسورة التكلفة ومقاومة للأعاصير للمكسيكيين الذين يعيشون في فقر في بلدة ناكاجوكا المعزولة.
قال جيسون بالارد، الرئيس التنفيذي لشركة ICON، في بيان صحفي: “هذا تطور طبيعي بشكل مدهش عند النظر في كيف يمكن للبناء الإضافي والطباعة ثلاثية الأبعاد أن يخلق مستقبلًا أفضل للبشرية”.
يقول باتريك سورمان، العميد المؤقت لكلية الهندسة المعمارية في الجامعة أ: “الكيمياء هي نفسها هناك، لكن الفيزياء مختلفة”.
ويقول إن السفر بالضوء أمر ضروري لأن كل كيلوغرام إضافي يحمله صاروخ إلى القمر يكلف حوالي مليون دولار. وقال سورمان إن نقل المواد من الأرض للبناء في الفضاء أمر غير قابل للتطبيق. “ولا يوجد هوم ديبوت هناك. لذلك عليك إما أن تعرف كيفية استخدام ما هو موجود هناك أو إرسال كل ما تحتاجه. »
يجب اختبار أي معدات يتم إرسالها إلى القمر على الأرض للتأكد من قدرتها على تحمل البيئة. ولذلك فإن لدى مارشال أكثر من اثنتي عشرة غرفة اختبار تُخضع العناصر لنفس ظروف الإشعاع والفراغ الحراري التي قد تتعرض لها على الأرض. في فبراير 2024، سيتم إنزال الطابعة ICON في الغرفة الأكبر لإجراء أول اختبار لها.
قبل أن تتمكن ناسا والشركات من بناء المنازل، يجب على ناسا بناء مدارج هبوط، بحيث يمكن تخفيف انتشار الغبار المتسرب عندما تهبط الصواريخ التي تحمل الطابعات ثلاثية الأبعاد على القمر.
يعمل علماء ناسا حاليًا على تطوير خرسانة قمرية محاكاة يمكنها أن تحل محل المواد المصنوعة على القمر أثناء إجراء الاختبارات على الأرض. في مارشال، في مختبر غير ضار يقع في أحشاء أحد مبانيهم المنخفضة، يقوم العلماء بإجراء اختبارات على مجالات من الغبار القمري المحاكى التي تم صبها وتشكيلها في أسطوانة صغيرة. لا تبدو هذه الكرات كبيرة الحجم – مجرد قطعة مستديرة من الخرسانة صغيرة بما يكفي لوضعها في راحة يدك – ولكن عند تعريضها لشعلة البلازما، يمكنها تحمل درجات حرارة تصل إلى 3400 درجة فهرنهايت. ويأمل العلماء أنه عندما يقومون ببناء أجزاء حقيقية، فإنها ستعمل بشكل جيد في ظروف هبوط الصاروخ الحقيقي، حيث تصل درجات الحرارة إلى مستويات عالية للغاية.
بالطبع، المنزل ليس مصنوعًا من الجدران فحسب – فحتى في الفضاء، يحتاج البشر إلى باب للدخول والخروج، وبمجرد دخولهم، يحتاجون إلى أشياء للجلوس والنوم، وجميع الملحقات اليومية الأخرى.
وقال إدمونسون إن ناسا تعمل مع عدد قليل من الجامعات والشركات الخاصة لإنشاء نماذج أولية للأثاث والتصميم الداخلي للفضاء. وقام مركز أبحاث أميس التابع لوكالة ناسا، بالتعاون مع باحثين في جامعة ستانفورد، بفصل بعض المعادن من التربة القمرية الاصطناعية لصنع بلاط بألوان مختلفة، مثل الأخضر والرمادي والأبيض، والتي يمكن استخدامها حتى للمطابخ والحمامات.
تتمثل الرؤية المشتركة لكل من ICON وNASA في إنشاء نظام بناء قمري فضائي، يُسمى Olympus، ويتم التحكم فيه على الأرض بواسطة فنيين بشريين ماهرين في مجال بناء الفضاء الناشئ. بالنسبة لهؤلاء الفنيين، بدأت الفصول الدراسية بالفعل.
“في غضون 10 سنوات، قد تكون تكنولوجيا البناء مختلفة تمامًا، وقد يكون نوع الروبوتات التي نستخدمها مختلفًا تمامًا، وسيكون الذكاء الاصطناعي الذي نستخدمه مختلفًا. يقول أمير حسين جعفري، الأستاذ المساعد في تكنولوجيا البناء في جامعة ولاية لويزيانا، والذي يساعد في تطوير التدريب القائم على المحاكاة لفرق البناء التي من شأنها التنسيق مع الروبوتات: “لكن ما يمكننا القيام به الآن هو تطوير استراتيجيات التدريب التي تعد عمال البناء للمستقبل”. في الفضاء.
ويعمل زميله علي كاظميان مع وكالة ناسا على مواد الطباعة نفسها، مع التركيز على الخرسانة الخالية من الماء والمصممة من نسخ محاكاة للمواد الصخرية الموجودة على القمر. يرى كازيميان أن المعادن القمرية لديها إمكانات أكبر من مجرد الخرسانة المستخدمة في الطباعة ثلاثية الأبعاد: وهي موارد يمكن استخدامها على نطاق واسع من قبل أولئك الذين بقوا على الأرض.
ويقول علماء ناسا إنه من السابق لأوانه النظر في القيمة السوقية للمنازل على القمر، أو حتى هيكل ملكية الموائل القمرية. ومع ذلك، فهم يدركون أن القمر لديه إمكانات كبيرة لموارد غير مستغلة وأن الدول الأخرى ستكون بلا شك مهتمة بالمشاركة.
هبطت الهند بمركبة فضائية على سطح القمر في أغسطس، لتصبح أول دولة تهبط بالقرب من المنطقة القطبية الجنوبية، حيث يعتقد أن أغلى مورد – المياه – يكمن في انتظارها. وجاء هذا العمل الفذ بعد يومين فقط من تحطم مركبة روسية قبل محاولة الهبوط، وفشلها في التكيف مع مدارها. لقد وضع رواد الفضاء الأمريكيون علمهم على سطح القمر في عام 1969، ولكن قبل ذلك بعامين، أعلنت معاهدة الفضاء الخارجي لعام 1967، وهي معاهدة متعددة الأطراف تقع في قلب قانون الفضاء الدولي، أنه لا يمكن لأحد أن يمتلك القمر بالفعل.
وأكدت اتفاقيات أرتميس، التي أطلقتها الولايات المتحدة وسبع دول مؤسسة أخرى في عام 2020، من جديد مبادئ الاستكشاف السلمي والتعاوني للقمر. وقد تم التوقيع عليها الآن من قبل 29 دولة، بما في ذلك المملكة المتحدة واليابان وإيطاليا وكندا والبرازيل. ولكن من الجدير بالذكر أن الصين وروسيا لم توقعا على الاتفاقية.
وقال ويركيسر إن الدفاع والملكية والمطالبات الدولية بالقمر والمريخ ليست من اختصاص وكالة ناسا. لكن في الوقت الحالي، وفي هذا التكرار الجديد لسباق الفضاء، فهي تعتقد أن المجتمع العالمي يشعر بالتوافق.
يعد القمر مكانًا مناسبًا للتوقف لأن ناسا تعتقد أنه يمكن تحويل الماء الموجود على سطح القمر إلى وقود صاروخي. يمكن للمركبة الفضائية المتجهة من الأرض إلى المريخ أن تتوقف على القمر، حيث يمكن لرواد الفضاء أن يمدوا أرجلهم، ويتناولوا الطعام داخل هيكل مطبوع ثلاثي الأبعاد، ويمتلئوا بالغاز قبل المغادرة.
في يونيو/حزيران في هيوستن، وسط ضجة كبيرة، استقبل أربعة رواد فضاء من وكالة ناسا حشدًا متجمعًا قبل دخول Mars Dune Alpha، وهو هيكل مساحته 1700 قدم مربع تمت طباعته بتقنية ثلاثية الأبعاد بواسطة ICON مع طلاء Lavacrete بنفس لون الصدأ المحترق مثل لون المريخ نفسه. ثم أغلقوا الأبواب وسيقضون العام المقبل في العيش في ظروف محاكاة لممارسة العيش يومًا ما على المريخ في الواقع.
