Kan romris og månebiler muliggjøre måneliv?

Hvorfor det å vende tilbake til månen møter store tilbakeslag

Det har gått mer enn et halvt århundre siden menneskehetens siste skritt på månen, i 1972.

Paradoksalt nok virker det som om vi både har mindre evne til å dra tilbake, og er klare til å gjøre mye mer på jordens naturlige satellitt i nær fremtid.

Hovedgrunnen til at vi ikke kan reise tilbake, er at vi fortsatt ikke har en aktiv evne til å sende opp astronauter mot månen, ettersom Artemis-oppdraget har opplevd flere tilbakeslag.

Det første tilbakeslaget er et foreslått kutt på 25 % i NASAs budsjett.

Det andre tilbakeslaget er den berettigede kritikken av SLS-programmet, hvis forsinkelser og overveldende kostnader har påvirket det alvorlig Artemis-oppdragenes tidsplan (Følg lenken for en fullstendig rapport som forklarer detaljene i Artemis-programmet).

Det tredje tilbakeslaget er den mulige kanselleringen av det som tidligere var en sentral del av Artemis-programmet: Måneporten (Følg lenken for en omfattende forklaring av målene og de mange komponentene i Lunar Gateway). Selv om motstand mot disse budsjettkuttene fra det amerikanske senatet kan fortsatt redde Måneporten.

Likevel er ikke alt tapt for USAs planer om å komme tilbake til månen. SLS-raketten vil sannsynligvis bli erstattet av SpaceXs Starship på et tidspunkt i fremtiden. Og NASA går videre med andre deler av sine måneutforskningsplaner, særlig valget av instrumenter for Artemis måneterrengkjøretøy. Ny genmodifiserte dvergrisplanter kan også være nøkkelen til å produsere mat på stedet for baser i dype rom og fremtidige menneskelige kolonier utenfor verden.

Måneinstrumenter

NASA har valgt ut tre instrumenter for å reise til månen, hvorav to er planlagt for integrering i et LTV (Lunar Terrain Vehicle) og ett for en fremtidig orbitalmulighet.

De vil være avgjørende i disse tidlige forsøkene på å bestemme måneressursene og deres nytteverdi for fremtidige menneskelige bosetninger.

Ved å kombinere det beste fra menneskelig og robotbasert utforskning, vil de vitenskapelige instrumentene som er valgt ut for LTV gjøre oppdagelser som informerer oss om jordens nærmeste nabo, samt være til fordel for helsen og sikkerheten til astronautene og romfartøyene våre på månen.»

Nicky Fox - Direktoratet for vitenskapsmisjoner ved NASA.

LTV-instrumenter

Det første instrumentet som skal innlemmes i LTV er Artemis infrarøde reflektans- og emisjonsspektrometer, eller AIRES. Det vil bli brukt til å identifisere, kvantifisere og kartlegge månemineraler og flyktige stoffer. Flyktige stoffer er materialer som fordamper lett, som vann, ammoniakk eller karbondioksid, som er vanskelige å kvantifisere og svært viktige for å redusere etterspørselen etter import fra jorden.

Det andre instrumentet blir Lunar Microwave Active-Passive Spectrometer (L-MAPS). Dette verktøyet vil måle hva som er under måneoverflaten, med spesielt fokus på å finne vann, ved å kombinere både et spektrometer og en bakkegjennomtrengende radar.

Den vil måle temperatur, tetthet og underjordiske strukturer ned til mer enn 131 meter. Vann er viktig ikke bare for å opprettholde astronautenes opphold, men har også mange andre bruksområder i en permanent base utenfor planeten:

• Enkel strålingsskjerming, med noen få meter is eller flytende vann som kan beskytte ethvert habitat.
• Produksjon av rakettdrivstoff fra hydrogen + oksygen, eller metanol hvis en god karbonkilde finnes, for returreiser og potensielle orbitale industrier.
• Oppretthold avlinger i aeroponics eller hydroponic dyrkingsmetoder, inkludert rissortene som er omtalt nedenfor.

Sammen skal AIRES og L-MAPS gi et mye klarere bilde av innholdet i måneoverflatens evne til å opprettholde liv. Det vil også hjelpe forskere med å bedre forstå månens historie og ekstrapolere resultatene som er oppnådd til andre ennå ikke kartlagte områder av jordens satellitt.

Et tredje instrument, Ultra-Compact Imaging Spectrometer for the Moon (UCIS-Moon), er også valgt. Dette verktøyet vil holde seg i månebane og bidra til å få et overblikk over månekartet.

Ved å gjøre dette bør det peke ut leteteamene på de mest lovende områdene å sjekke med LTV.

«Med disse instrumentene på LTV og i bane, vil vi kunne karakterisere overflaten ikke bare der astronautene utforsker, men også over hele månens sørpolare region, noe som gir spennende muligheter for vitenskapelig oppdagelse og utforskning i årene som kommer.»

Joel Kearns - DNestleder for utforskning, Direktoratet for vitenskapsoppdrag ved NASA.

I mellomtiden pågår prosessen med å bestemme et LTV-design, i samarbeid med Intuitive Machines, Lunar Outpost og Venturi Astrolab.

Dyrking av avlinger på månen

Oppskalering av produksjon av romavlinger

Hvis en betydelig populasjon av astronauter skal oppholde seg på langvarige oppdrag borte fra lav jordbane (LEO), vil det kreve lokal matproduksjon, i hvert fall for mesteparten av karbohydrater og proteiner som kreves for å opprettholde menneskeliv (mindre og sjeldnere vitaminer eller mineraler kan sannsynligvis fås fra kosttilskudd som sendes ut).

Så selv om eksperimentet med å dyrke salat og andre grønnsaker i ISS så langt har vært lovende, er det ikke slik en storskala dyrkingsplan på månen eller Mars ville sett ut.

«Å leve i verdensrommet handler om å resirkulere ressurser og leve bærekraftig. Vi prøver å løse de samme problemene som vi står overfor her på jorden.»

Marta Del Bianco - Pplantebiolog ved den italienske romfartsorganisasjonen

Så potetene til Matt Damon i science fiction-filmen The Martian er mye nærmere den mulige virkeligheten.

kilde: Moderne Bonde

Lage romris

Mindre er bedre

Blant basisavlinger er ingen så produktiv som ris, med høyest produktivitet per kvadratmeter, og muligheten for 2–3 innhøstinger/år under de rette forholdene.

Et problem er imidlertid at rissorter fra Jorden ble utviklet for dyrking i friluftsmarker, ikke stuet sammen i smale korridorer eller romstasjoner og potensielle månebaser. De fleste er for store til å brukes i dette svært kunstige oppsettet.

«Dvergvarianter kommer ofte fra manipulering av et plantehormon kalt gibberellin, som kan redusere plantens høyde, men dette skaper også problemer for frøspiring.»

De er ikke en ideell avling, for i verdensrommet trenger du bare ikke å være liten, du må også være produktiv.»

Marta Del Bianco - Pplantebiolog ved den italienske romfartsorganisasjonen

Måne-ris-prosjektet

Å løse dette problemet er målet for Moon-Rice-prosjektet, som involverer tre forskjellige italienske universiteter.

«Universitetet i Milano har en svært sterk bakgrunn innen risgenetikk, universitetet i Roma «Sapienza» spesialiserer seg på manipulering av avlingsfysiologi, og universitetet i Napoli «Federico II» har en fantastisk arv innen avlingsproduksjon i rommet.»

Marta Del Bianco - Pplantebiolog ved den italienske romfartsorganisasjonen

Forskerne starter med rismutantvarianter som vokser så lite som 10 centimeter høye (4 tommer). Deretter prøver de å finne måter å forbedre produktiviteten til disse risstammene.

En annen faktor å ta hensyn til er vanskeligheten med å produsere animalske proteiner i verdensrommet. I stedet ville et mer proteinrikt riskorn være ideelt, med genetisk modifisering for å øke protein-stivelsesforholdet som er undersøkt. Nye teknologier som CRISPR gjør slike GMO-planter mye enklere og billigere å konstruere, og resultatet blir mye mer presist og effektivt.

kilde: Phys.org

Å komme nær romlignende forhold

Som et kostnadsbesparende tiltak simuleres mikrogravitasjon kun ved å kontinuerlig rotere risplanten, slik at planten trekkes likt i alle retninger av tyngdekraften.

Testing i ekte mikrogravitasjon i bane ville være ideelt, men det ville være altfor dyrt for flere nye stammer som trenger testing.

Vi vet imidlertid fra kinesiske eksperimenter i 2022 som viser at ris kan vokse godt i verdensrommet, både for en høyskuddsvariant som når nesten 30 centimeter og en dvergvariant som når rundt 5 cm.

En annen grunn til å dyrke ris og andre planter i verdensrommet er ikke praktisk, men psykologisk.

«Det er bra for mennesker å observere og veilede planter til å vokse, og selv om ferdigkokt eller grøtete mat kan være greit i en kort periode, kan det bli et problem for oppdrag av lengre varighet.»

Hvis vi kan skape et miljø som gir næring til astronautene både fysisk og mentalt, vil det redusere stress og redusere sjansene for at folk gjør feil.»

Marta Del Bianco - Pplantebiolog ved den italienske romfartsorganisasjonen

Romfart er kanskje ikke det eneste feltet der denne teknologien kan være nyttig. Avsidesliggende baser i Antarktis, Arktis eller ørkener kan for eksempel også dra nytte av det.

Gjør seg klar for romoppgjør

Det viktigste utstyret for romkolonisering vil være ultrastore og gjenbrukbare raketter som SpaceXs Starship, og fremtidige ekvivalenter fra Jeff Bezos' Blue Origin, Rocket Lab, og sannsynligvis mange offentlige og private kinesiske firmaer.

Men å faktisk bygge en månebase, og senere en marsbase, vil kreve mange andre verktøy: rombiler, ressursdetektorer, autonome hydroponiske gårder, tilpassede plantestammer, strålingsskjerming, grave- og konstruksjonsverktøy, solcelleanlegg, osv.

Så selskaper som jobber innen dette feltet vil dra stor nytte av fremskrittene innen rakettteknologi, ettersom hver reduksjon i kostnadene for å nå bane tillater at mer masse sendes opp, noe som øker etterspørselen etter disse verktøyene.

Investering i romfartssektoren

Intuitive maskiner

Intuitive ble grunnlagt i 2013 i Houston, Texas, og er et svært «månefokusert» selskap, som aksjekursen indikerer, og har allerede blitt valgt ut til fire NASA-måneferder, og sysselsetter over 400 personer.

kilde: Intuitive maskiner

Det var det første kommersielle selskapet som lyktes med å lande og overføre vitenskapelige data fra månen. Det utførte også den første avfyringen av LOx/LCH1-motoren (flytende oksygen, flytende metan) i rommet.

Selskapet jobber med mange prosjekter som vil danne grunnlaget for en måneinfrastruktur for utforskning og bosetting.

Den første er «dataoverføringstjeneste”, med teknologien som testes, og som til slutt ser ut til å ende med en månekonstellasjon for dataoverføring rundt månens bane.

kilde: Intuitive maskiner

Den andre delen er «Infrastruktur som en tjeneste». Den bør inkludere en LTV som er i stand til autonom drift, telekommunikasjonstjenesten og GPS-lokaliseringstjenester.

kilde: Intuitive maskiner

Det siste segmentet er levering av materiale til måneoverflaten. Så langt har selskapet levert vitenskapelige nyttelaster med Nova-C lander, en 4.3 meter høy lander (14 fot) som er i stand til å frakte 130 kg nyttelast til månen.

Neste steg blir med Nova-D-landeren, som kan levere 1,500–2,500 kg materiale til månen. Denne nyttelastkapasiteten og størrelsen vil være den som kreves for levering av måneterrengkjøretøyet (LTV), samt den 40 kW Fission Surface Power-kjernereaktoren som forventes å drive månebasen.

kilde: Intuitive maskiner

Selskapet har sikret seg mange verdifulle kontrakter med NASA, for eksempel Near Space Network-kontrakten, med en maksimal potensiell verdi på 4.82 milliarder dollar.

Den endelige avgjørelsen om LTV-kontrakten fra NASA mellom de tre potensielle leverandørene forventes å være ferdig innen utgangen av 3, og vil også være verdt opptil 2025 milliarder dollar.

Foruten NASA prøver selskapet å diversifisere kundebasen sin, etter å ha blitt valgt ut i april 2025 for et tilskudd på opptil 10 millioner dollar av Texas Space Commission. Dette vil støtte utviklingen av et jordreentry-fartøy og et orbitalfabrikasjonslaboratorium designet for å muliggjøre bioproduksjon med mikrogravitasjon.

Dette returfartøyet vil også gi et reservealternativ og redusere risikoen for selskapets fremtidige returoppdrag for måneprøver.

Et annet prosjekt er utviklingen av laveffekts stealth-satellitter for kjernefysiske satellitter for en JETSON-kontrakt for luftforsvarets forskningslaboratorium.

Etter hvert som selskapet når et positivt fri kontantstrømpunkt i første kvartal 1, og med månetelekommunikasjonskontrakten, blir det nå mye tryggere for investorer, og beveger seg bort fra en kontantbrennende oppstartsbedrift til en etablert tjenesteleverandør til den voksende romøkonomien.

Som utviklingen av nye instrumenter for LTV indikerer, kommer ikke NASA til å gi slipp på Artemis-prosjektet, selv om elementer som SLS-raketten kan bli overhalt. Så fremtiden for leverandører av tilleggsutstyr som Intuitive virker lovende.

Siste nytt og utvikling for Intuitive Machines (LUNR)-aksjer