C'est ce qu'une étude a récemment publiée sur arXiv Le serveur de préimpression espère aborder le sujet alors qu'une équipe de chercheurs de l'Université Baylor a exploré des scénarios de gestion de l'eau pour une base lunaire autonome, y compris l'emplacement approprié de la base et la manière dont l'eau serait extraite et traitée pour une consommation sûre en utilisant le personnel approprié.

Ici, Universe Today discute de cette recherche avec le Dr Jeffrey Lee, professeur adjoint adjoint au Centre d'astrophysique, de physique spatiale et de recherche en ingénierie de l'Université Baylor, et auteur principal de l'étude, concernant la motivation derrière l'étude, des résultats significatifs. , l’importance d’avoir une base lunaire autonome et les implications que cette étude pourrait avoir pour les prochaines missions Artemis. Alors, quelle est la motivation derrière cette étude ?

Le Dr Lee explique à Universe Today :"Cet article est en fait pour moi une diversion éclectique de mes recherches en astrophysique sur les trous noirs primordiaux, la cosmologie de l'univers primitif, la physique révolutionnaire de la propulsion et mes recherches géophysiques sur les impacts d'astéroïdes. Si des missions humaines à travers le système solaire, en particulier vers Mars, doivent être réalisés, alors une installation lunaire permanente semble être une première étape logique."

Pour l'étude, les chercheurs ont étudié les exigences en matière de gestion de l'eau pour une base lunaire autonome pouvant accueillir 100 personnes, mesurée à 500 m x 100 x 6 m (1 640 pi x 328 pi x 20 pi), y compris l'emplacement de la base lunaire à proximité des dépôts de glace d'eau. , la technologie requise pour convertir la glace d'eau en vapeur d'eau (puisque l'eau liquide ne peut pas exister sur la lune) et la technologie requise pour le traitement et la récupération de l'eau qui entraîneraient une consommation sûre pour la base de 100 personnes. L'étude a utilisé les estimations actuelles de la consommation d'eau des ménages américains, qui sont d'environ 100 gallons par jour (GPD) par personne, ce qui comprend le nettoyage, la cuisine, la boisson, la chasse d'eau des toilettes et la lessive des vêtements.

De plus, les chercheurs ont examiné la quantité d’eau nécessaire pour répondre aux besoins agricoles, techniques et globaux de la base lunaire. Concernant l'emplacement de la base lunaire, les chercheurs ont déduit que le meilleur emplacement pour la base serait soit à proximité, soit exactement sur la crête de Shackleton-de Gerlache, située à 89,9°S 0,0°E, soit presque directement sur la base lunaire. pôle sud lunaire. La raison pour laquelle cet emplacement est idéal pour les dépôts de glace d'eau est que le cratère Shackleton réside dans une région d'ombre permanente (PSR), ce qui signifie qu'il est enveloppé dans une obscurité permanente en raison de la petite inclinaison axiale de la lune, et que la glace d'eau s'est potentiellement accumulée sur des milliards d'années. .

En fin de compte, l'équipe a conclu que les besoins en eau de la base lunaire de 100 personnes pour les besoins humains, agricoles et techniques sont de 12,3, 72 et 2 acres-pieds par an. Pour le contexte, un acre-pied équivaut à environ 326 000 gallons, donc une base lunaire de 100 personnes aurait besoin de plus de 4 000 000 de gallons par an pour les besoins humains, de plus de 23 000 000 de gallons par an pour les besoins agricoles et de 652 000 gallons par an pour les besoins techniques. besoins. Alors, sur la base de ces résultats, quels ont été les résultats les plus significatifs de cette étude et quelles études de suivi sont actuellement en cours ou prévues ?

Le Dr Lee déclare à Universe Today :« Il existe de bonnes preuves qu'il existe suffisamment d'eau sur la Lune pour soutenir une colonie lunaire permanente, et l'acquisition, le traitement et la distribution de l'eau lunaire peuvent être réalisés avec la technologie actuelle. Il sera nécessaire de superviser tous les aspects de l'eau lunaire. La relative rareté et la gestion de l'eau sur la Lune peuvent potentiellement fournir des indications pour améliorer la gestion de l'eau sur Terre. L'eau lunaire pourrait contribuer à améliorer la gestion de l'eau terrestre. Cependant, le calendrier de cette recherche reste à déterminer."

L'étude traite de l'utilisation des ressources in situ (ISRU), qui utilise les ressources disponibles sur site à la fois pour la durabilité et la capacité de survie. Dans ce cas, il s’agit d’utiliser les dépôts de glace d’eau sur la Lune, et en particulier près du pôle sud de la Lune, pour répondre aux besoins en eau d’une base lunaire autonome pouvant accueillir 100 personnes. Le potentiel de l’ISRU pour la NASA a gagné en popularité ces dernières années, car l’envoi d’eau de la Terre vers la Lune pourrait s’avérer extrêmement coûteux. Mais outre les risques financiers, si une mission de ravitaillement est retardée ou échoue sur le chemin de la Lune, l'équipage pourrait être confronté à un danger important. Par conséquent, apprendre à « vivre de la terre » pour une base lunaire pourrait s’avérer être une option viable à long terme pour atténuer le besoin de missions de réapprovisionnement depuis la Terre. Mais quelle importance supplémentaire une base lunaire autonome pourrait-elle également apporter ?

Le Dr Lee déclare à Universe Today :« Au fil des années, il y a eu une vague d'enthousiasme à l'idée de coloniser Mars. En effet, à l'heure actuelle, nous sommes vraisemblablement en mesure d'organiser un voyage humain à court terme vers la planète rouge dans lequel le les astronautes collecteraient des échantillons, mèneraient des expériences, planteraient des drapeaux et, lorsque la prochaine fenêtre de lancement arriverait, retourneraient sur Terre. Cependant, la colonisation permanente de Mars est beaucoup plus ambitieuse et difficile. Mars est beaucoup plus éloignée que la Lune, et nécessite neuf mois. pour y arriver et un temps aller-retour de 21 mois (un séjour de 3 mois sur Mars est nécessaire jusqu'à l'arrivée de la prochaine fenêtre de lancement)."

L'objectif de la NASA est d'envoyer des humains sur Mars via l'architecture lunaire de l'agence, qui est un effort complexe de plusieurs années visant à développer les technologies nécessaires sur la Lune pour une utilisation lors d'une mission avec équipage sur la planète rouge. Cela comprend la science, les infrastructures, les transports, l’habitation et les opérations, pour n’en nommer que quelques-uns. Cependant, comme indiqué, même si nous pouvons (éventuellement) envoyer des humains sur la planète rouge pour des séjours de courte durée avec notre technologie actuelle, une présence humaine à long terme sur Mars nécessiterait beaucoup plus de temps et de ressources.

Le Dr Lee déclare à Universe Today :« Au-delà de l'orbite terrestre basse, la Lune est une prochaine destination logique. La colonisation lunaire est technologiquement réalisable, et en comparaison avec la colonisation martienne, elle est beaucoup plus facile. Être capable d'établir une base lunaire semble être une condition préalable évidente. pour établir une base sur Mars. De plus, la Lune serait un excellent point de départ pour une colonisation ultérieure du système solaire, y compris potentiellement l'établissement de petites colonies à l'intérieur des astéroïdes géocroiseurs. De plus, certains ont suggéré que la Lune est une base. emplacement idéal à partir duquel l'interception d'astéroïdes liés à la Terre pourrait être effectuée."

Cette étude intervient alors que le programme Artemis de la NASA prévoit de faire atterrir la première femme et personne de couleur sur la surface lunaire dans les prochaines années. Les sites d'atterrissage actuels des missions Artemis se trouvent à proximité du pôle sud pour accéder aux dépôts de glace d'eau à proximité dans les PSR susmentionnés et pourraient être idéaux pour développer des technologies ISRU qui pourraient également être utilisées dans les futures missions avec équipage sur Mars. Par conséquent, quelles implications cette étude pourrait-elle avoir pour les prochaines missions Artemis ?

"Les visites lunaires à court terme, telles que les missions Artemis prévues, ne nécessiteraient pas d'eau lunaire", a déclaré le Dr Lee à Universe Today. "Dans ces cas-là, suffisamment d'eau pourrait être apportée de la Terre. Cependant, si à un moment donné dans le futur, une colonie lunaire devenait une priorité, les futures missions Artemis pourraient servir à fournir des informations in situ précieuses sur la présence et l'abondance de l'eau lunaire. l'eau, en particulier au pôle sud lunaire et à proximité du cratère Shackleton (une zone idéale pour une base lunaire)."