レンガやタイルを使わずに月に基地を建設するにはどうすればいいでしょうか?

アメリカ航空宇宙局（NASA）は現地時間9月3日、新世代の月着陸ロケット「スペース・ローンチ・システム」の打ち上げを再び延期すると発表した。一部のアナリストは、米国の月探査計画は現在多くの困難に直面していると指摘した。しかし、人類の月探査への熱意は将来的に高まると予想されます。

1969年7月21日、アメリカの宇宙飛行士アームストロングは人類初の月面への足跡を残しました。それから50年以上が経ちましたが、人類は再び月に戻ってきていません。その理由は当然ながら陰謀論ではなく、当時のアメリカ人が次に何をすべきか分かっていなかったからだ。

月面着陸には米国のGDPの0.57%が費やされ、2021年には1,300億ドルになる。もちろん、人々はこれほどの金額を費やして何が得られるのかを考えなければならない。どうやら、NASA はこの件に関して議会を説得できなかったようだ。科学者たちは月を周回したり、火星への移住のアイデアを宣伝したりしています。しかし、人類は遠い火星どころか、月にもレンガやタイルを残していない。

では、人類にとって莫大な費用をかける価値があるものが月にはあるのでしょうか? **エネルギーが第一の理由です。 **月面には塵や水蒸気がなく、光電変換効率が極めて高い。月が毎年受け取る太陽エネルギーの量は、人類の年間エネルギー消費量の 25,000 倍に相当します。 **月面には「永久昼光地帯」も存在します。 **自転と公転の関係により、月の極地では特定の場所に常に太陽光が当たり、 24時間太陽光発電が可能です。

これは既存の技術ですぐに使えるエネルギー源であり、ヘリウム3は未来のエネルギーです。熱核反応を起こしても中性子を生成しないため、最も制御しやすい核融合推進剤と考えられています。 **ヘリウム3は地球上で極めて稀であり、人類がこれまでに生産した量はわずか0.5トンです。月の表面はヘリウム3の巨大な鉱山であり、その埋蔵量は100万トンから数百万トンと科学的に推定されている。世界の年間エネルギー消費量は、わずか数トンのヘリウム3に相当します。

月面基地を建設したいですか?月自体には現地で入手できる建設資材があり、それが月の土です。月の土は、月の岩石が数十億年かけて崩壊してできた塵、または小天体の衝突によって生じた噴出物です。月の土は月面のほぼあらゆる場所に存在し、その厚さは数センチメートルから数メートルに及びます。

1969年当時、月の土壌を利用できる装置は存在しなかった。しかし、それは今日すでに存在しています。それが 3D プリンターです。 **月の土は高品質の3Dプリント材料であり、現在の3Dプリント技術ではすでに地上に小さな家を建てることができます。そのため、人類が月面基地を建設するための第一歩は、宇宙飛行士が重い建築資材を運んで組み立てるのではなく、大型の3Dプリンターを月面に打ち上げ、遠隔操作で人間が生活し働くための空間をプレハブ化し、その後、宇宙飛行士を派遣して長期間にわたって警備させることです。

**月面はほぼ真空であり、宇宙飛行士は高エネルギーの宇宙線放射線に耐えなければなりませんが、月の土壌自体は保護を提供できます。そのため、人類の基地は『アローン・オン・ザ・ムーン』のように月面に建設されるのではなく、月の土が厚い場所まで掘り下げられ、上部の月の土が遮蔽層となる。

月には昼と夜があり、暑さや寒さもはっきりしています。月の土壌の熱伝導率は非常に低いです。 1メートル以下は恒温層で、長時間にわたって-20℃前後の温度が保たれ、地球の冷蔵庫と同等だが、断熱設備があれば耐えられる。 **月の岩石の熱伝導率は月の土壌の1,000倍です。太陽の熱で温められやすく、また熱を放出しやすい。 ** 規則的な形の月の石板を基地の上に置き、日中に太陽によって 100 度以上に加熱し、その後機械装置で地中に降ろして熱を放出すれば、エネルギーシステムを形成することができます。

月の土にはシリカと酸化アルミニウムが含まれており、その含有量はいずれも一般的な建築用セラミックスの要件を満たしています。マイクロ波焼結法でブロック状に加工でき、ガラス繊維の製造にも使用できます。これらのプロセスのいずれにおいても貴重な水の消費は必要ありません。ガラス繊維も3Dプリントの原料です。将来、月面では、ガラス繊維を使った仕事や生活必需品、さらには建築資材そのものも数多く存在するようになるかもしれません。

月の土壌には酸化物も多量に含まれています。米国の企業はかつて、熱を集める光ファイバーを使った実験を行い、そこから9.6％の酸素を抽出することに成功した。月の土や岩石には「結合水」も存在し、少し加熱すると放出される。何？これらすべてのプロジェクトには電気が必要ですか?前述の通り、月の電力供給は十分でしょう。

金属材料でさえも地球から供給される必要はありません。 **月は形成されて以来、金属小惑星を含む無数の小惑星の衝突を受けてきました。衝突後、金属は衝突地点の下に埋もれました。 **月には地質学的変動はなく、数億年、あるいは数十億年経っても同じ場所に留まります。クレーターを注意深く調査すると、その下には溶かすだけで使用できる金属が見つかります。

過去において、人類は月を大規模に開発する勇気はなかった。重要な理由の一つは、あらゆる種類の物資を地球から輸送しなければならなかったことです。今では、遠隔操作できるさまざまな小型装置に投資するだけで、月面からエネルギー、水、酸素、建築資材を入手できるようです。

このプロジェクトは「現地開発」と呼ばれ、月の資源を地球に送り返すのではなく、月のある場所に根を下ろし、地上の供給を現地の資源で置き換えることが目標です。はい、ヘリウム3に加えて、科学者は月のサンプルで地球上で見つからない5つの物質を発見しただけで、それらはあまり価値がありません。月開発の目的は、地球外に基地を建設することであり、大量の製品を地球に輸送することではない。

このように考え方を変えれば、月にはやるべきことが本当にたくさんあることに気づくでしょう。

出典: ポピュラーサイエンスタイムズ

著者: 鄭俊

編集者: ウー・トン

レビュー: 王飛

最終審査員：陳磊