Жизнь и работа в космосе в течение длительного периода времени сопряжены с рядом проблем. К ним относится радиация, поскольку места за пределами защитной магнитосферы Земли подвергаются воздействию более высоких уровней солнечных и космических лучей. Также существует потребность в самодостаточности, поскольку лунные или марсианские базы находятся слишком далеко, чтобы полагаться на регулярные миссии по пополнению запасов, такие как Международная космическая станция (МКС). Наконец, есть проблема низкой гравитации, которая особенно актуальна для долгосрочных миссий и мест обитания за пределами Земли. Если будущее человечества действительно связано с космосом, мы должны заранее придумать решение этой проблемы.
Популярной идеей является создание в космосе вращающихся сред обитания, имитирующих искусственную гравитацию, таких как станция «Вертушка» или цилиндр О’Нила. Другое предложение группы японских исследователей требует чего-то более смелого: вращающейся среды обитания на Луне. 5 июля представители Киотского университета и корпорации Kajima (одной из старейших и крупнейших строительных компаний Японии) объявили, что они будут сотрудничать для проведения исследования этой концепции и того, как она может изменить планы человечества по жизни на Луне и Марс реальность.
Исследование является совместным проектом Киотского университета и Kajima Corporation (одной из старейших и крупнейших строительных компаний Японии). Объявление было сделано во время пресс-конференции, освещаемой Kansai TV NEWS, и опубликовано на их канале YouTube. Здесь профессор Йосуке Ямасики из Киотского университета и Такуя Оно — глава отдела архитектурного проектирования в Кансайском филиале Kajima Construction — поделились видео о предлагаемом ими «объекте искусственной гравитации» для жизни на Луне и Марсе. Влияние микрогравитации на физиологию человека хорошо задокументировано. Благодаря множеству экспериментов, связанных с длительным пребыванием на борту МКС, включая знаменитое исследование близнецов НАСА, установлено, что астронавты будут испытывать потерю мышечной массы и плотности костей. Недавние исследования также показали, что потеря прочности костей — это то, от чего астронавты никогда полностью не восстанавливаются. Другие отмеченные эффекты включают изменения сердечно-сосудистой системы, функции органов, зрения, психологические эффекты и экспрессию генов.
К сожалению, в настоящее время нет исследований влияния микрогравитации (или низкой гравитации) на репродукцию и раннее развитие ребенка. Это необходимо решить, если астронавты и обычные люди надеются жить на Луне, где гравитация на поверхности составляет 16,5% (0,165 g) от земной. На Марсе, где гравитация на поверхности составляет примерно 38% (0,385 г) от земной, ситуация немного лучше, но отнюдь не идеальная. Распространено предположение, что конструкции, вращающиеся для создания центростремительной силы, имитируют земную гравитацию — 9,8 м/с2, или 1 g. Это идея объекта, известного как Lunagrass, который позволит экипажам астронавтов жить и работать в моделируемой земной гравитации. Как объяснил профессор Ямасики:
«Марс и Луна намного меньше (поверхностная гравитация), чем Земля. Интересно, будут ли люди в конечном итоге жить в этих местах… Неизвестно, могут ли млекопитающие нормально размножаться и расти в космосе с низкой гравитацией, такой как Луна. Однако, гравитация внутри «Лунаграсс» такая же, как и на Земле, и здесь можно рожать, и если вы живете здесь, вы можете поддерживать тело, которое может вернуться на Землю в любое время». Как видно из видео, концепция похожа на цилиндр О'Нила, за исключением того, что он стоит и вращается на боку и сужается к низу (образуя форму воронки). «Воронка» поддерживается большой решетчатой конструкцией, которая расширяется у основания, чтобы распределить вес объекта по большей площади поверхности. Вокруг базовой конструкции вьется дорожка, на которой изображен скоростной поезд, отвечающий за транспортировку из воронки на лунную поверхность или между точками внутри.
Внутри воронки мы видим водоемы, массивы суши с зеленью и деревьями, что-то похожее на плавучие конструкции (коричневые квадраты) и транспортную сеть, которая позволяет людям путешествовать. Смоделированные люди на видео показаны идущими вдоль «стен» так, как будто это ничем не отличается от ходьбы по земной поверхности (по воде ездят даже моторные лодки). сила, есть постоянный водоем с большим количеством лодок, курсирующих вокруг. Другие идеи, затронутые в презентации, включают транспорт Земля-Луна (и даже межзвездный), который будет основываться на тех же принципах для имитации искусственной гравитации в космосе. Они известны как «Луна Бигль» и «Космический экспресс» соответственно. Анимация показывает, как будет выглядеть первый, шестиугольный сосуд с модулями, отходящими от центральной спицы, которая вращается, чтобы обеспечить искусственную гравитацию для всех, кто находится внутри.
Профессор Ямасики сказал: «Кроме того, начались исследования методов транспортировки с использованием «искусственной гравитации». Идея состоит в том, чтобы создать лунного бигля, который будет летать на Луне, и космический экспресс, который будет перемещаться между звездами… Я пытаюсь гарантировать такую же гравитацию. (1G) как Земля во время движения. [Космический экспресс] нуждается в большом ускорении, и я думаю, что лучше буксировать его с помощью ракеты». Тем не менее, есть очевидные проблемы с затратами и неизбежными инженерными проблемами при строительстве такого типа структуры на Луне. Например, во время презентации не поднималась тема использования ресурсов на месте (ISRU) и того, как эта структура будет построена. Будет ли он собран на Земле или в космосе, а затем отправлен на Луну или собран на месте с использованием реголита и других лунных ресурсов? Будут ли эту работу выполнять автономные роботы, команды людей, дистанционно управляющие машинами на поверхности, или их комбинация?
Как признал Оно, концепция Lunagrass на данный момент является «историей мечты», а не реальной архитектурой миссии. Но, добавил он, это серьезная идея, которая вполне может быть реализована в ближайшем будущем. По мере того, как человечество вступает в новую эру освоения космоса, которая включает в себя планы постоянного обитания на Луне и Марсе, подобные идеи «историй мечты» играют важную роль. «Конечно, это совсем не техническое, но очень важно придумывать идеи на данном этапе», — сказал он. «Если возможно, я хочу отправиться на Луну. Точнее, я хочу отправиться на Марс. Я хочу каким-то образом реализовать концепцию на Луне в 2050 году».
