Reconocido estudio de arquitectura Skidmore, Owings y Merrill, creador de muchos de los rascacielos más altos del mundo, ha estado trabajando en un diseño aún más desafiante:un hábitat para una futura aldea lunar. Su propuesta ha sido sometida a un riguroso examen por parte de expertos de la ESA en la instalación de diseño concurrente de evaluación de misiones de la Agencia.

Este proceso de revisión marcó varios problemas, pero no encontró obstáculos, lo que significa algo que se asemeja a la innovación de la empresa, La estructura semiinflable para cuatro personas bien podría terminar en la superficie lunar en los próximos años.

Skidmore, Owings &Merrill (SOM) consultó con profesores del Departamento de Aeronáutica y Astronáutica del MIT, así como con la ESA, sobre su estudio de diseño de hábitat. Se inspiró en la visión del director general de la ESA, Jan Wörner, de una aldea lunar internacional desarrollada a través de una alianza entre los sectores público y privado, socios espaciales y no espaciales.

El trabajo del estudio comenzó en 2018, pero este año, el anteproyecto de diseño del hábitat se sometió a un estudio de seis sesiones en el Concurrent Design Facility (CDF) de la ESA. Ubicado en el corazón técnico de la Agencia, en Noordwijk, Los países bajos, el CDF reúne una red de especialistas espaciales para realizar evaluaciones rápidas de conceptos de misión novedosos y crear planos viables.

"El valor de estas sesiones de CDF es que pueden ejecutar nuestro diseño con todos los expertos que se necesitan en tiempo real, "dice Daniel Inocente, líder del estudio en SOM. "Ha sido una gran experiencia porque hemos podido descubrir los factores limitantes involucrados en el diseño de la luna en poco tiempo, incorporarlos e identificar posibles respuestas ".

"Este estudio claramente mira hacia el futuro, más allá del horizonte de las actividades de exploración lunar actualmente planificadas, "explica Advenit Makaya, Líder de estudios en la ESA. "Pero ha sido un ejercicio muy interesante para los diversos expertos de la ESA, colaborar con expertos en arquitectura, para identificar y abordar los impulsores y las formas en que este diseño innovador podría implementarse en la luna ".

"La colaboración en este proyecto, combinando las mejores ideas y la experiencia de la SOM y los expertos de la ESA, es un muy buen ejemplo de cómo la ESA desea no solo desarrollar programas futuros, sino también como facilitador de otras iniciativas que contribuyan al bien común, "comenta Isabelle Duvaux-Béchon, del Departamento de Coordinación de Programas y Políticas de la ESA.

Inflabilidad para el máximo espacio en el espacio.

Tomando el módulo BEAM inflable actualmente conectado a la Estación Espacial Internacional como punto de partida, SOM ha diseñado una estructura de carcasa semi-inflable para ofrecer la mayor proporción posible de volumen a masa. Una vez inflado en la superficie lunar, alcanzaría aproximadamente el doble de su volumen interno original.

Daniel explica:"En el interior pensamos mucho en la experiencia humana, en términos de condiciones de iluminación, arquitectura flexible que se puede reconfigurar según sea necesario, y también espacio alto del piso al techo:un sexto G lunar significa que los miembros de la tripulación pueden llegar mucho más alto, y lo alentamos usando barras de agarre y otras ayudas simples. El astronauta retirado de la NASA Jeffrey Hoffman, Profesor del Departamento de Aeronáutica y Astronáutica del MIT, nos dio su opinión sobre cómo mejorar el espacio de vida y de trabajo a partir de su experiencia personal ".

El sitio elegido ha sido descrito como la propiedad inmobiliaria más deseable del Sistema Solar:el borde del cráter Shackleton junto al Polo Sur lunar. Evitando las paralizantes temperaturas extremas de los días y noches de dos semanas de la luna, esta ubicación ofrece luz solar casi continua para energía solar, una vista continua de la Tierra y el acceso a los depósitos de hielo de agua lunar en cráteres adyacentes en sombra permanente.

El hábitat de cuatro pisos sería inflado localmente por astronautas o por medio de rovers teleoperados desde la estación Gateway alrededor de la luna. Mantendría viva y cómoda a su tripulación de cuatro personas hasta por 300 días en ese momento.

Peligro:radiación

Originalmente, el diseño estaba previsto para una estancia de 500 días, pero este objetivo tuvo que ser reexaminado debido a una de las limitaciones más desafiantes de la vida en la luna:la radiación. Debido a que la luna se encuentra fuera del escudo magnético protector de la Tierra durante la mayor parte de su órbita, está sujeta a la radiación ionizante del Sol y el espacio profundo.

"El análisis de radiación CDF nos dio una mejor indicación de los límites de exposición y duración, así que tuvimos que cambiar nuestro objetivo de referencia, "comenta Daniel.

"Similar, inicialmente planeamos tener las habitaciones de la tripulación en un piso superior, pero lo cambió a un nivel más bajo, para funcionar como refugio de la tripulación contra las tormentas solares. Este nivel también almacenaría nuestro sistema de soporte vital, proporcionando un blindaje adicional contra la radiación. También existe la posibilidad de revestir la estructura con material lunar o agua de origen local, para aumentar aún más la protección de la tripulación ".

Mantener a las tripulaciones vivas y sanas

Con la mirada puesta en el futuro el hábitat combina sistemas tradicionales de soporte vital con sistemas regenerativos de circuito cerrado, trabajado a través del programa MELiSSA de larga duración de la ESA, con la ventaja añadida de permitir el cultivo in situ de alimentos.

Las necesidades de energía del hábitat, estimadas en 60 kilovatios según la experiencia de la ISS, se cubrirían utilizando una granja de energía solar adyacente o un reactor de fisión desplegado en la superficie.

Igualmente importantes serían los radiadores, necesario para descargar el calor residual y mantener una temperatura interna cómoda en mangas de camisa de 22 ° C. El equipo de la CDF, basándose en la experiencia pasada del cazador de cometas Rosetta de la ESA, propuso agregar 'persianas' que se pueden cerrar para controlar la emisividad del radiador durante noches polares breves pero frías.

Opciones de aterrizaje y lanzador

Otro factor clave del diseño es minimizar el contacto con pegajoso, polvo lunar abrasivo. Como explica Daniel:"De hecho, aterrizaríamos el hábitat a bastante distancia de su destino final y lo transportaríamos a su lugar por tierra, porque el aterrizaje del módulo de aterrizaje levantará mucho polvo, que es perjudicial tanto para las personas como para los equipos. Y el hábitat interactuaría con las esclusas de aire separadas dedicadas a desempolvar los trajes espaciales y el equipo, para mitigar realmente la cantidad de polvo en el hábitat ".

Uno de los mayores desafíos señalados por la CDF es llegar allí. El habitat, incluyendo todos sus equipos internos premontados, tendría una masa superior a 58 toneladas, lo que estaría más allá del alcance de los vehículos de lanzamiento que operan actualmente.

Daniel agrega:"Mirando más allá del corto plazo, consideramos dos opciones, uno de los cuales es el lanzador del sistema de lanzamiento espacial de la NASA, y el otro es Starship de SpaceX, que no tendría ningún problema con nuestros requisitos masivos, pero aún se encuentra en una etapa temprana de desarrollo ".

Una vez que el primer hábitat esté en su lugar, el equipo de SOM prevé módulos adicionales que se unan a su vez, personalizado para funciones específicas como la investigación, fabricación, cultura alimentaria y turismo, lo que permite que la base se expanda a una aldea, luego eventualmente una ciudad.

Como concluye Daniel:"Solo trabajábamos en Moon Village a tiempo parcial, pero el proyecto ha informado nuestro pensamiento sobre los grandes edificios terrestres como rascacielos y aeropuertos tanto de forma cualitativa como cuantitativa. En la Tierra, las demandas no son tan absolutas como el espacio, pero la experiencia ofrece formas de mejorar nuestras metodologías de diseño, como seleccionar materiales, tecnologías de construcción integradas y minimización de impactos ambientales.

"Y el esfuerzo de diseñar este hábitat es útil por derecho propio. Sería extremadamente costoso de construir, técnicamente desafiante, pero es concebible dada la tasa de mejora en tecnología e ingeniería y nos proporciona un objetivo al que aspirar, al igual que planificar la construcción del próximo, rascacielos más alto o planeando una ciudad terrestre del futuro ".