ムーンベースの構築：パート4-インフラストラクチャと輸送

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このエキサイティングで挑戦的な宇宙探査の期間では、月面の風景に構築される最初の生息地の真剣な設計コンセプトが近づいています。以前の記事では、そのような取り組みに関連する危険性を調査しました。利用可能な構造を調べ、地元で採掘された材料を使用する可能性のある特定の格納庫のような構造についても詳しく説明しました。次に、月面での生存可能なコロニーをサポートするために必要となる可能性のあるインフラストラクチャ要素を調べます。極限環境での生息地の未来に取り組んでいる構造エンジニアであるフロリアンルエスも、スペースマガジンで少し時間を取って、月の土壌における人類の未来について意見を述べました…

月面に構造を構築しようとしていると想像してみてください。最初の月の入植者が遭遇する最大の障害の2つは、非常に低い重力とあらゆる種類の建設問題を引き起こす微粉塵です。人類が月に足を踏み入れる前に、最初の生息地が自動化されたプロセスによって構築される可能性は高いと思われますが、集落インフラの構築はエンジニアにとって最大の関心事であり、建設を可能な限り効率化することができます。

インフラストラクチャは、ミッションプランナーにとって最も重要な要素の1つになります。建築材料はどのように作られますか？建設作業員に資材をどのように供給しますか？生まれたばかりの月のコロニーに貴重な水と食料をどのように供給しますか？供給車両は少しの労力でAからBに行くことができますか？

効率的な輸送インフラストラクチャの有効性の歴史的な例は、河川の周りの都市の合体（伝統的に国の周りで人や物を輸送する最も速い方法）に見ることができます。運河は、18世紀後半のイギリスの産業革命の間に都市を活性化するための手段でした。 19世紀後半に北アメリカの東と西を鉄道が結ぶようになり、人口増加の加速は、新しいアクセス可能な農地を根こそぎ「ホームステッド」する人々によって経験されました。過去50年間、「南カリフォルニアの高速道路の影響」は、ガソリンスタンド、レストラン、ショップ、それに労働者の住宅地の急増の原因でした。最終的には、町や都市全体が交通の便の良さに基づいています。

月と火星の将来の有人植民地化は、おそらく同じような原理に基づいているでしょう。月着陸の成功は、輸送構造の効率に大きく依存します。

月の周りのほとんどの輸送は、陸上車両に続き、1960年代と70年代のアポロ計画からの「月のバギー」を試し、テストした車輪付きの方法に依存するようです。ただし、いくつかの重大な欠点があります。この問題に対処するため、Haim Benaroyaの構造エンジニアおよび共同研究者であるFlorian Ruess（この記事のベースとなっている出版物）は、この輸送手段に関するいくつかの問題を指摘しています。

“どんな任務においても、常に個々の輸送が必要であり、明らかな解決策は車輪付き車両です。ただし、このソリューションにはいくつかの深刻な問題があります。
牽引力の減少。 [火星探査ローバー]火星での精神と機会のように、1/6の重力と月面の土壌が牽引力を問題にしています。
ほこり。アポロの経験では、多くのほこりが車輪付きの車両によって浮上していることが示されています。この粉塵は、吸い込むと機械や人間に危険です.”
– Florian Ruess（プライベートコミュニケーション）

したがって、修正された「砂丘バギー」での移動は、確立されたムーンベースの答えにはならない可能性があります。車輪付き輸送を使用する場合、何らかの形の道路インフラストラクチャが必要になります。

月面の塵を乱すことは、ささいな問題ではありません。 NASAのアポロ計画の経験から、ダスト生成への最大の貢献者は、月着陸船の離着陸でした。レゴリスの50％は細かい砂よりも小さく、約20％はニールアームストロングの最初のブーツプリントを保存していた「ほこりっぽい」0.02mmよりも小さくなっています。多くの機械的および健康上の問題を引き起こす可能性があるのは、レゴリスのこの非常に細かいコンポーネントです。

視覚障害
不正な機器の読み取り
ダストコーティング
牽引力の喪失
メカニズムの詰まり
摩耗
熱制御の問題
シール不良
吸入

したがって、集落のインフラストラクチャに深刻な障害となる可能性があるため、粉塵の発生を最小限に抑える必要があることは明らかです。

道路は新しい月面植民地への完全な答えでしょう。それらは、車輪付き車両に非常に必要な牽引力を提供し（したがって、車両の燃料効率にノックオン効果をもたらす）、特に路面が周囲のレゴリスよりも高くなっている場合に、粉塵の浮遊量を大幅に減らす可能性があります。ただし、道路には欠点があります。それらは非常に高価であり、構築が非常に難しい場合があります。レゴリスを融合して丈夫な表面を形成することは答えかもしれませんが、Ruessが指摘したように、「これには莫大なエネルギーが必要であり、太陽エネルギーだけでは提供できません。」そのため、そのような構造を実行するには、別の形式のエネルギーが必要になります。

道路建設は非常に望ましいですが、少なくとも月着陸開発の初期段階では、それは不可能かもしれません。代替の宇宙輸送における新たな開発の1つは、垂直離着陸方法ですが、前述のように、ロケット駆動の離着陸は、大量のダストを生成します。しかし、月に複数の基地がある場合、これは可能性があるかもしれません。「多くの人々は、着陸地点から集落まで、またはある集落から次の集落までのように、頻繁に使用されるルートにさまざまな解決策を推奨しています」ルースが付け加える。

別の解決策は、確立された輸送形態です。表面との接触を完全に回避し、よってほこりを減らし、障害物を回避する場合、月面ケーブルカーは実行可能な可能性があります。そのようなケーブルカー輸送ネットワークは非常に効果的であると思われます。「月では非常に大きなスパンが可能になるため、インフラストラクチャの費用は法外ではありません」とRuess氏は指摘します。この可能性は、月着陸計画担当者によって真剣に検討されています。

シリーズの以前の記事を振り返って、月面基地が移動可能であるかどうかについてフロリアン・ルスはコメントし、地元で採掘された材料を使用する場合、決済計画担当者が直面する深刻な問題のいくつかを指摘します。

“私は移動基地の大ファンではありません。発電、通信、特に長期の流星体と放射線防護を含むこのようなシステムは、私には実現可能ではないようです。しかし、車輪付き車両は、数日間にわたる科学ミッションに対応できる加圧設計にすることができます。これは、恒久基地の機能を拡張するための良い解決策になるでしょう。
“地元の資料は重要であるが難しい問題です。これまでの私の研究では、特定のプレゼンスが確立され、月の問題と材料の経験が得られた後にのみ、地元の材料から生息地をあえて構築することができることが示されました。確かに、人が月に足を踏み入れる前にはありません。そして、よく引用されている月面コンクリートを忘れてください！この架空の資料には非常に多くの見物人がいるため、触れたくありません。私が目にする唯一の初期の局所的な材料の用途は、シールド材料としてレゴリスを使用する流星体と放射線防護です。”
月面基地の構築：パート1 –課題と危険
月面基地の構築：パート2 –生息地の概念
月面基地の構築：パート3 –構造設計
ムーンベースの構築：パート4 –インフラストラクチャと輸送
「月面基地の建設」は、Haym BenaroyaとLeonhard Bernold（「月面基地のエンジニアリング“)
さらに、極限環境の生息地構造エンジニアであり生息地の生息地の創設者であるフロリアンルエスとの独占インタビュー– HE²
-フロリアン・レス、プライベートコミュニケーション。