El investigador de la Universidad de Arizona, Jekan Thanga, se inspira científicamente en una fuente poco probable:la historia bíblica del Arca de Noé. En lugar de dos de cada animal, sin embargo, su arca de energía solar en la luna almacenaría semillas congeladas criogénicamente, espora, muestras de esperma y óvulos de 6,7 millones de especies terrestres.

Thanga y un grupo de sus estudiantes de pregrado y posgrado describen el concepto del arca lunar, que ellos llaman una "póliza de seguro global moderna, "en un documento presentado durante el fin de semana durante la Conferencia Aeroespacial IEEE.

"La Tierra es, por naturaleza, un entorno volátil, "dijo Thanga, profesor de ingeniería aeroespacial y mecánica en la Facultad de Ingeniería de Arizona. "Como humanos, tuvimos una llamada cercana alrededor de 75, Hace 000 años con la erupción supervolcánica de Toba, que causó un 1, Período de enfriamiento de 000 años y, segun algunos, se alinea con una caída estimada de la diversidad humana. Debido a que la civilización humana tiene una huella tan grande, si se derrumbara, eso podría tener un efecto de cascada negativo en el resto del planeta ".

Cambio climático, él agregó, es otra preocupación:si el nivel del mar sigue aumentando, muchos lugares secos se sumergirán bajo el agua, incluido el banco de semillas de Svalbard, una estructura en Noruega que contiene cientos de miles de muestras de semillas para proteger contra la pérdida accidental de biodiversidad. El equipo de Thanga cree que almacenar muestras en otro cuerpo celeste reduce el riesgo de pérdida de biodiversidad si un evento provocara la aniquilación total de la Tierra.

Totalmente Tubular

Los científicos descubrieron una red de unos 200 tubos de lava justo debajo de la superficie de la luna en 2013. Estas estructuras se formaron hace miles de millones de años. cuando corrientes de lava se derritieron a través de la suave roca subterránea, formando cavernas subterráneas. En la tierra, Los tubos de lava suelen ser de tamaño similar a los túneles del metro, y puede ser erosionado por terremotos, tectónica de placas y otros procesos naturales. Esta red de tubos de lava lunares tiene unos 100 metros de diámetro. Sin tocar durante un estimado de 3 mil millones a 4 mil millones de años, podrían proporcionar refugio de la radiación solar, micrometeoritos y cambios de temperatura superficial.

La idea de desarrollar una base lunar, o asentamiento humano en la luna, ha existido durante cientos de años, y el descubrimiento del tubo de lava renovó el entusiasmo de la comunidad espacial por el concepto. Pero la luna no es exactamente un entorno hospitalario donde los humanos pueden pasar períodos prolongados. No hay agua ni aire respirable, y es de menos 25 grados Celsius, o menos 15 grados Fahrenheit. Tampoco es un lugar muy agitado.

Por otra parte, esas mismas características lo convierten en un gran lugar para almacenar muestras que deben permanecer muy frías y sin tocar durante cientos de años a la vez.

Construir un arca lunar no es una empresa pequeña, pero, basado en algunos "rápidos, cálculos del reverso del sobre, "Thanga dijo que no es tan abrumador como puede parecer. Transportar alrededor de 50 muestras de cada una de las 6,7 millones de especies requeriría alrededor de 250 lanzamientos de cohetes. Se necesitaron 40 lanzamientos de cohetes para construir la Estación Espacial Internacional".

"No es una locura, ", Dijo Thanga." Eso nos sorprendió un poco ".

Criogenia y levitación cuántica

El concepto de misión se basa en otro proyecto que Thanga y su grupo propusieron anteriormente, en el que robots en miniatura voladores y saltarines llamados SphereX entran en un tubo de lava en equipos. Allí, recolectarían muestras de regolito, o polvo y piedras sueltas, y recopilar información sobre el diseño, temperatura y composición de los tubos de lava. Esta información podría informar la construcción de la base lunar.

El modelo del equipo para el arca subterránea incluye un conjunto de paneles solares en la superficie de la luna que proporcionarían electricidad. Dos o más huecos de ascensor conducirían a la instalación, donde las placas de Petri se alojarían en una serie de módulos de conservación criogénica. Se utilizaría un hueco de ascensor de mercancías adicional para transportar material de construcción de modo que la base se pueda expandir dentro de los tubos de lava.

Para ser criopreservado, las semillas deben enfriarse a menos 180 C (menos 292 F) y las células madre deben mantenerse a menos 196 C (menos 320 F). Como referencia de lo frío que es esto, la vacuna Pfizer COVID-19 debe almacenarse a menos 70 C, o menos 94 F. El hecho de que los tubos de lava estén tan fríos, y las muestras deben estar aún más frías, significa que existe el riesgo de que las partes metálicas de la base se congelen, atascar o incluso soldar en frío. En la tierra, Las aerolíneas comerciales dejan de funcionar cuando las temperaturas del suelo alcanzan menos 45 a menos 50 C (menos 49 a menos 58 F).

Sin embargo, hay una manera de aprovechar las temperaturas extremas mediante el uso de un fenómeno de otro mundo llamado levitación cuántica. En este proceso, un material superconductor crioenfriado, o un material que transfiere energía sin perder calor, como lo hace un cable tradicional, flota sobre un poderoso imán. Las dos piezas están bloqueadas juntas a una distancia fija, así que donde sea que vaya el imán, sigue el superconductor.

"Es como si estuvieran bloqueados en su lugar por cuerdas, pero cuerdas invisibles, ", Dijo Thanga." Cuando llegas a temperaturas criogénicas, suceden cosas extrañas. Algunos de ellos parecen simplemente mágicos, pero se basan en principios físicos probados en laboratorio que están al límite de nuestro conocimiento ".

El diseño del arca del equipo utiliza este fenómeno para hacer que los estantes de muestras floten sobre superficies metálicas y hacer que los robots naveguen por las instalaciones por encima de las pistas magnéticas.

Hay mucha más investigación por hacer sobre cómo construir y operar el arca, desde investigar cómo las semillas conservadas podrían verse afectadas por la falta de gravedad hasta desarrollar un plan para las comunicaciones de la base con la Tierra.

"Lo que me sorprende de proyectos como este es que me hacen sentir que nos estamos acercando a convertirnos en una civilización espacial, y a un futuro no muy lejano donde la humanidad tendrá bases en la Luna y Marte, "dijo Álvaro Díaz-Flores Caminero, un estudiante de doctorado de Arizona que lidera el análisis térmico del proyecto. "Los proyectos multidisciplinares son difíciles por su complejidad, pero creo que la misma complejidad es lo que las hace hermosas ".