Sudah lama menjadi mimpi untuk memiliki pemukiman manusia di Bulan, tetapi di zaman pemotongan anggaran ini dan rencana tidak pasti untuk masa depan NASA, pangkalan Bulan mungkin tampak terlalu mahal dan di luar jangkauan kita. Namun, ilmuwan bulan terkenal Dr. Paul Spudis dari Lunar and Planetary Institute dan seorang kolega, Tony Lavoie dari Marshall Space Flight Center, telah membuat rencana untuk membangun pemukiman bulan yang tidak hanya terjangkau tetapi berkelanjutan. Ini menciptakan pangkalan Bulan bersama dengan jenis 'kereta api lintas benua' dalam ruang yang membuka ruang cislunar - area antara Bumi dan Bulan - untuk pembangunan.
"Tujuan utama dalam ruang adalah untuk dapat pergi ke mana saja, kapan saja dengan kemampuan sebanyak yang kita butuhkan," kata Spudis kepada Space Magazine. “Rencana ini menggunakan robot dan kehadiran manusia di Bulan untuk menggunakan sumber daya lokal untuk membuat sistem spacefaring baru. Kunci untuk melakukan ini adalah untuk mengadopsi pendekatan yang fleksibel yang bersifat inkremental dan kumulatif. ”
Singkatnya, apa yang Spudis usulkan adalah mengirimkan robot ke Bulan yang dioperasikan melalui tele dari Bumi untuk mulai mengekstraksi air dari endapan kutub untuk membuat propelan. Propelan akan digunakan untuk bahan bakar sistem transportasi ruang yang dapat digunakan kembali antara Bumi dan Bulan.
"Alasan mengapa hal ini dimungkinkan adalah karena Bulan dekat - hanya tiga detik perjalanan pulang pergi untuk mendapatkan sinyal radio dari Bumi ke Bulan," kata Spudis, "yang berarti Anda dapat mengontrol mesin dari jarak jauh dengan operator di Bumi yang sebenarnya melakukan aktivitas yang mungkin dilakukan astronot di Bulan. ”
Keuntungannya di sini adalah sebagian besar infrastruktur yang dibutuhkan, seperti operasi penambangan, pabrik pengolahan, pengembangan penyimpanan air dan propelan, dibuat sebelum orang-orang datang.
"Jadi yang kami coba lakukan adalah mengembangkan arsitektur yang memungkinkan kami untuk, pertama, melakukan ini dalam langkah-langkah kecil dan bertahap, dengan setiap langkah membangun selanjutnya, dan efek bersih kumulatif dari waktu ke waktu," kata Spudis. "Dan akhirnya kita bisa membawa orang ke Bulan ketika kita siap untuk benar-benar membiarkan mereka tinggal di sana. Kami menempatkan pos terdepan - habitat - yang akan beroperasi penuh sebelum manusia pertama tiba. "
Jumlah air yang signifikan daripada yang ditemukan di Bulan di kutub membuat rencana ini berhasil.
"Kami memperkirakan ada puluhan miliar ton air di kedua kutub," kata Spudis. “Apa yang tidak kami ketahui secara rinci adalah persis berapa banyak air yang didistribusikan dalam keadaan fisik mana, dan itulah salah satu alasan mengapa langkah pertama dalam rencana kami adalah mengirim pencari robot ke sana untuk memetakan deposit dan melihat bagaimana mereka bervariasi. "
Air adalah sumber daya penting bagi manusia di ruang angkasa: ia mendukung kehidupan untuk minum dan memasak, dapat dipecah menjadi oksigen untuk bernafas, dan dengan menyisir oksigen dan hidrogen dalam sel bahan bakar, listrik dapat dihasilkan. Air juga merupakan bahan pelindung yang sangat baik yang bisa melindungi orang dari radiasi kosmik, sehingga habitatnya bisa "berjaket" dengan air.
Tetapi penggunaan air yang paling penting adalah mampu membuat propelan roket kimia yang kuat dengan menggunakan oksigen dan hidrogen dan membekukannya menjadi cairan.
"Bulan menawarkan kita air ini tidak hanya untuk mendukung kehidupan manusia di sana, tetapi juga untuk membuat propelan roket untuk memungkinkan kita mengisi bahan bakar pesawat ruang angkasa kita baik di Bulan dan ruang di atas Bulan."
Dalam serangkaian 17 misi tambahan, basis manusia akan dibangun, dibuat operasional dan ditempati. Dimulai dengan mengatur komunikasi dan navigasi satelit di sekitar Bulan untuk memungkinkan operasi presisi untuk sistem robot.
Selanjutnya akan mengirim penjelajah ke Bulan, mungkin varian penjelajah MER yang saat ini menjelajahi Mars, untuk mencari tempat terbaik untuk air di kutub bulan. Kutub juga menyediakan area sinar matahari permanen untuk menghasilkan daya listrik.
Selanjutnya, peralatan yang lebih besar akan dikirim untuk bereksperimen dengan menggali endapan es, melelehkan es dan menyimpan produk. (Lihat artikel kami sebelumnya tentang menggunakan buldoser di Bulan).
"Sekarang, semua itu sederhana secara konseptual, tetapi kami belum pernah melakukannya dalam praktik," kata Spudis, "jadi kami tidak tahu betapa sulitnya itu. Tetapi dengan mengirimkan misi robot kecil ke Bulan dan mempraktikkannya melalui kendali jarak jauh dari Bumi, kita dapat mengevaluasi seberapa sulitnya - di mana chokepoint berada - dan apa cara paling efisien untuk sampai ke deposit ini dan untuk mengekstraksi produk yang dapat digunakan dari mereka."
Langkah selanjutnya adalah meningkatkan besarnya upaya dengan mendaratkan mesin robot yang lebih besar yang benar-benar dapat mulai membuat produk pada skala industri sehingga depot persediaan dapat ditimbun di Bulan ketika manusia manusia pertama yang kembali ke Bulan.
Sementara itu, sistem transportasi konstan antara Bumi dan Bulan akan dibuat, dengan sistem lain yang berjalan antara Bulan dan orbit bulan, yang membuka segala macam kemungkinan.
"Analogi yang ingin saya buat adalah ini sangat mirip dengan Transcontinental Railroad," kata Spudis. “Kami tidak hanya membangun Transcontinental Railroad dari Pantai Timur langsung ke Pantai Barat; kami juga membangunnya untuk mengakses semua titik di antaranya, yang akibatnya juga dikembangkan secara ekonomis. ”
Dengan memiliki sistem di mana kendaraan diisi bahan bakar dari sumber daya yang diekstraksi di Bulan, sebuah sistem dibuat yang secara rutin mengakses Bulan dan memungkinkan untuk kembali ke Bumi, tetapi semua titik lain di antaranya dapat diakses juga.
“Kami menciptakan sistem transportasi yang mengakses semua titik antara Bumi dan Bulan. Arti pentingnya adalah, sebagian besar aset satelit kami berada di sana, "kata Spudis," misalnya satelit komunikasi dan satelit pemantauan cuaca berada di orbit geosinkron, (sekitar 36.000 km di atas garis khatulistiwa Bumi) dan saat ini kami tidak dapat mencapainya dari rendah Orbit bumi. Jika kita memiliki sistem yang dapat bolak-balik ke Bulan secara rutin, kita juga dapat pergi ke orbit tinggi ini di mana banyak aset keamanan komersial dan nasional berada. ”
Spudis menambahkan bahwa depot bahan bakar bisa digunakan di berbagai lokasi, termasuk titik L1 LaGrange yang akan memungkinkan penerbangan luar angkasa ke luar Bulan.
Berapa lama ini akan berlangsung?
"Kami memperkirakan bahwa kami dapat membuat seluruh pos bulan lunar turn-key di Bulan dalam waktu sekitar 15 hingga 16 tahun, dengan manusia tiba sekitar 10 tahun setelah misi robot awal pergi," kata Spudis. “Operasi penambangan akan menghasilkan sekitar 150 ton air per tahun dan sekitar 100 ton propelan.
Dan apakah teknologi atau perangkat keras baru harus dibangun?
"Tidak juga," kata Spudis. “Secara efektif rencana ini dimungkinkan untuk dicapai saat ini dengan teknologi yang ada. Kami tidak memiliki ‘unobtainium’ atau mesin magis khusus apa pun yang harus dibangun. Itu semua adalah hasil yang sangat sederhana dari peralatan yang ada, dan banyak kasus Anda dapat menggunakan peralatan warisan dari misi sebelumnya. "
Dan bagaimana dengan biayanya?
Spudis memperkirakan bahwa seluruh sistem dapat dibangun dengan biaya agregat kurang dari $ 88 miliar, yang akan menjadi sekitar $ 5 miliar per tahun, dengan dana puncak $ 6,65 miliar dimulai pada Tahun 11. Total biaya ini termasuk pengembangan Shuttle yang diturunkan 70 mT meluncurkan kendaraan, dua versi Awak Kendaraan Eksplorasi (LEO dan translunar), pendarat yang dapat digunakan kembali, depot propelan cislunar dan semua aset permukaan robot, serta semua biaya operasional dukungan misi untuk arsitektur ini.
"Bagian terbaiknya adalah karena kami telah memecah arsitektur kami menjadi bongkahan-bongkahan kecil, setiap misi sebagian besar mandiri dan setelah mencapai Bulan, ia berinteraksi dan bekerja dengan potongan-potongan yang sudah ada di sana," kata Spudis.
Dan anggarannya akan fleksibel.
"Kita bisa melakukan proyek ini dengan kecepatan apa pun yang diizinkan sumber daya," kata Spudis. “Jadi, jika Anda memiliki anggaran yang sangat terbatas dengan tingkat pengeluaran yang sangat rendah, Anda dapat melakukannya dengan lebih lambat. Jika Anda memiliki lebih banyak sumber daya yang tersedia, Anda dapat meningkatkan kecepatan dan meningkatkan laju penempatan aset di Bulan dan melakukan lebih banyak dalam periode waktu yang lebih singkat. Arsitektur ini membawa kita kembali ke Bulan dan menciptakan kemampuan nyata. Tetapi variabel bebasnya adalah jadwal, bukan uang. ”
Kembali ke Bulan adalah penting, Spudis percaya, karena kita tidak hanya dapat menggunakan sumber daya di sana, tetapi juga mengajarkan kita bagaimana menjadi peradaban luar angkasa.
"Dengan pergi ke Bulan, kita dapat belajar cara mengekstrak apa yang kita butuhkan di ruang angkasa dari apa yang kita temukan di ruang angkasa," katanya. “Pada dasarnya itu adalah keterampilan yang harus dikuasai peradaban antariksa mana pun. Jika Anda bisa belajar melakukan itu, Anda punya keterampilan yang memungkinkan Anda pergi ke Mars dan seterusnya. "
Untuk informasi lebih lanjut lihat situs web Spudis, SpudisLunarResources.com Lebih detail dan grafik dapat ditemukan pada dokumen pdf ini.
Dengarkan wawancara Paul Spudis tentang topik ini untuk 365 hari podcast Astronomi.
Paul Spudis blog di Once and Future Moon di situs Smithonsian Air & Space.
