Тук, на Земята, векове на натрупани инженерни знания, извлечени с много усилия поуки и обществено развитие, са оформили солидна рамка от строителни стандарти, които определят начина, по който днес изграждаме и поддържаме сградите.

Но сега, когато човечеството се готви да установи „трайно присъствие“ на Луната, как да гарантираме безопасността и целостта на конструкциите, изградени в среда, за която не съществува подобна традиция?

По време на 26-ата кръгла маса за космическите ресурси, проведена в Минния университет на щата Колорадо, един експерт заяви, че е необходим лунен строителен кодекс – разработването на специфични критерии за проектиране за Луната.

Както НАСА, така и китайската космическа агенция планират да построят жилища, площадки за кацане, навеси за оборудване и високи кули на Луната. Но цялото това строителство може да има нестабилен старт, предполага Нерма Калук, инженер и специалист по Луната в Skidmore, Owings & Merrill – архитектурна и инженерно-конструкторска фирма в Сан Франциско, щата Калифорния.

Калук е категорична, че е необходимо да се възползваме от опита в строителството на Земята.

„На Земята конструктивните системи разчитат на силно гравитационно ускорение, за да устоят на сеизмичните странични сили както чрез триене в основата, така и чрез устойчивост срещу преобръщане. На Луната обаче силата на гравитационното поле е намалена до едва една шеста от повърхностната гравитация на Земята“, заявява Калук.

Тъй като сеизмичните инерционни сили се определят изцяло от масата на конструкцията, а не от теглото ѝ, страничното натоварване върху конструкцията остава напълно активно, докато гравитационната ѝ възстановителна способност е значително намалена, добави Калук.

„Ниските повърхностни конструкции са изложени на риск от плъзгане по хоризонтала по недостатъчно добре охарактеризирани граници на реголита, докато по-високите вертикални конструкции са изложени на значителна уязвимост към преобръщане, тъй като Луната осигурява само малка част от гравитационния възстановителен момент, наличен в земна сеизмична среда“, заяви Калук.

Тук, на Земята, инженерите конструктори рутинно проектират типични строителни системи така, че те да се огъват, да се напукват и да претърпят трайна нееластична деформация по време на сеизмично събитие от проектното ниво.

Те умишлено използват „нееластичното разсейване на енергията“ като основен механизъм за справяне със сеизмичните натоварвания, обяснява Калук. Но тази философия на проектиране е фундаментално несъвместима с лунната среда, в която се намират членовете на екипажа, добави тя.

Вземете например деформация на люка или неправилно подреждане на уплътнението. Те представляват повреда, критична за мисията, а всяко нарушаване на целостта на конструкцията крие риск от катастрофално разхерметизиране.

Групата, която е поела предизвикателството да изготви насоки за изграждането на лунна инфраструктура, е аерокосмическото подразделение на Американското дружество на гражданските инженери.

Техническият комитет на групата по космическо инженерство и строителство е изготвил „Насоки за инфраструктурно инженерство, проектиране, анализ и строителство (LIEDAC)“ за Луната с цел да се справят със сеизмичните проблеми, породени от лунните земетресения. Насоките LIEDAC описват уникалната среда на лунните опасности, класифицират оперативните последствия чрез йерархия на категоризация на риска и установяват целеви показатели за ефективност, така че безопасното търговско развитие да може да продължи на обоснована техническа основа.

В резултат на анализа бяха разработени критерии, които подчертават необходимостта от провеждане на местно геотехническо проучване на терена за всички съоръжения, независимо от тяхната сеизмична проектна категория. Тези проучвания са от решаващо значение за идентифицирането и намаляването на рискове като сеизмичната стабилност на склоновете, предизвиканите от сеизмична активност общо и диференциално слягане, както и други геотехнически опасности, които могат да бъдат предизвикани или усилвани от сеизмичните движения на Луната. Освен това рамката посочва, че условията на лунните терени все още не са напълно разбрани в глобален мащаб.

Да не се знае предварително с какво може да се сблъскат лунните изследователи е несигурна и плашеща перспектива.

„Ето защо отговорните проектиращи практики трябва да отчитат тази несигурност чрез задълбочени проучвания на подповърхностните слоеве, когато това е възможно“, добавя Калук. „Като дадат приоритет на събирането на локализирани данни, инженерите могат да гарантират, че конструктивните основи са достатъчно здрави, за да издържат на уникалните физични свойства на лунния реголит и специфичните сеизмични изисквания на мястото на разполагане.“

Калук и членовете на нейния екип разгледаха максималното предвидено лунно земетресение, представляващо по-силно ниво на трус, за да проверят мерките за предотвратяване на срутване и да гарантират цялостната конструктивна устойчивост при екстремни лунни сеизмични събития.

Снимка: Pexels/NASA

Виж още: Човешката еволюция преминава през значителна промяна точно пред очите ни