Les ingénieurs proposent l’arche lunaire à énergie solaire comme “ police d’assurance mondiale moderne ” – Technoguide

Le chercheur de l’Université de l’Arizona Jekan Thanga s’inspire d’une source improbable: l’histoire biblique de l’arche de Noé. Au lieu de deux de chaque animal, cependant, son arche solaire sur la lune stockerait des graines, des spores, des spermatozoïdes et des œufs cryogéniquement congelés. échantillons de 6,7 millions d’espèces terrestres.

Thanga et un groupe de ses étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs décrivent le concept de l’arche lunaire, qu’ils appellent une «police d’assurance mondiale moderne», dans un article présenté au cours du week-end lors de la conférence IEEE Aerospace.

«La Terre est naturellement un environnement volatil», a déclaré Thanga, professeur de génie aérospatial et mécanique à l’UArizona College of Engineering. «En tant qu’êtres humains, nous avons eu un appel rapproché il y a environ 75 000 ans avec l’éruption supervolcanique de Toba, qui a provoqué une période de refroidissement de 1 000 ans et, selon certains, correspond à une baisse estimée de la diversité humaine. Parce que la civilisation humaine a une si grande empreinte , s’il s’effondrait, cela pourrait avoir un effet négatif en cascade sur le reste de la planète. “

Le changement climatique, a-t-il ajouté, est une autre préoccupation: si le niveau de la mer continue d’augmenter, de nombreux endroits secs iront sous l’eau – y compris le Svalbard Seedbank, une structure en Norvège qui contient des centaines de milliers d’échantillons de graines pour se protéger contre la perte accidentelle de biodiversité. L’équipe de Thanga pense que le stockage d’échantillons sur un autre corps céleste réduit le risque de perte de biodiversité si un événement provoquait l’anéantissement total de la Terre.

Totalement tubulaire

Les scientifiques ont découvert un réseau d’environ 200 tubes de lave juste sous la surface de la lune en 2013. Ces structures se sont formées il y a des milliards d’années, lorsque des ruisseaux de lave ont fondu à travers la roche tendre souterraine, formant des cavernes souterraines. Sur Terre, les tubes de lave sont souvent de taille similaire aux tunnels de métro et peuvent être érodés par les tremblements de terre, la tectonique des plaques et d’autres processus naturels. Ce réseau de tubes de lave lunaires mesure environ 100 mètres de diamètre. Intacts pendant environ 3 à 4 milliards d’années, ils pourraient fournir un abri contre le rayonnement solaire, les micrométéorites et les changements de température de surface.

L’idée de développer une base lunaire, ou établissement humain sur la lune, existe depuis des centaines d’années, et la découverte du tube de lave a renouvelé l’enthousiasme de la communauté spatiale pour le concept. Mais la lune n’est pas exactement un environnement hospitalier où les humains peuvent passer de longues périodes. Il n’y a ni eau ni air respirable, et il fait environ moins 25 degrés Celsius ou moins 15 degrés Fahrenheit. Ce n’est pas non plus un endroit très mouvementé.

D’autre part, ces mêmes caractéristiques en font un endroit idéal pour stocker des échantillons qui doivent rester très froids et non perturbés pendant des centaines d’années à la fois.

Construire une arche lunaire n’est pas une mince affaire, mais, sur la base de quelques «calculs rapides, à l’arrière de l’enveloppe», Thanga a déclaré que ce n’est pas aussi écrasant que cela puisse paraître. Le transport d’environ 50 échantillons de chacune des 6,7 millions d’espèces nécessiterait environ 250 lancements de roquettes. Il a fallu 40 lancements de fusées pour construire la Station spatiale internationale.

“Ce n’est pas un gros problème”, a déclaré Thanga. “Nous avons été un peu surpris à ce sujet.”

Cryogénie et lévitation quantique

Le concept de mission s’appuie sur un autre projet que Thanga et son groupe avaient précédemment proposé, dans lequel des robots volants et sauteurs miniatures appelés SphereX pénètrent dans un tube de lave en équipes. Là, ils collectaient des échantillons de régolithe, ou de poussière et de roche meuble, et rassemblaient des informations sur la disposition, la température et la composition des tubes de lave. Ces informations pourraient informer la construction de la base lunaire.

Le modèle de l’équipe pour l’arche souterraine comprend un ensemble de panneaux solaires à la surface de la lune qui fourniraient de l’électricité. Deux ou plusieurs puits d’ascenseur mèneraient à l’installation, où les boîtes de Pétri seraient logées dans une série de modules de conservation cryogénique. Une cage d’ascenseur de marchandises supplémentaire serait utilisée pour transporter les matériaux de construction afin que la base puisse être étendue à l’intérieur des tubes de lave.

Pour être cryoconservées, les graines doivent être refroidies à moins 180 C (moins 292 F) et les cellules souches conservées à moins 196 C (moins 320 F). Pour indiquer à quel point il fait froid, le vaccin Pfizer COVID-19 doit être conservé à moins 70 C, ou moins 94 F.Le fait que les tubes de lave soient si froids et que les échantillons doivent être encore plus froids signifie qu’il y a un risque que les parties métalliques de la base gèlent, se coincent ou même se soudent à froid ensemble. Sur Terre, les compagnies aériennes commerciales cessent de fonctionner lorsque les températures au sol atteignent moins 45 à moins 50 C (moins 49 à moins 58 F).

Cependant, il existe un moyen de profiter des températures extrêmes en utilisant un phénomène d’un autre monde appelé lévitation quantique. Dans ce processus, un matériau supraconducteur cryo-refroidi – ou un matériau qui transfère l’énergie sans perdre de chaleur, comme le fait un câble traditionnel – flotte au-dessus d’un puissant aimant. Les deux pièces sont verrouillées ensemble à une distance fixe, donc partout où va l’aimant, le supraconducteur suit.

“C’est comme s’ils étaient verrouillés par des cordes, mais des cordes invisibles”, a déclaré Thanga. “Lorsque vous arrivez à des températures cryogéniques, des choses étranges se produisent. Certaines d’entre elles ressemblent à de la magie mais sont basées sur des principes physiques éprouvés et testés en laboratoire à la limite de notre compréhension.”

La conception de l’arche de l’équipe utilise ce phénomène pour faire flotter les étagères d’échantillons au-dessus des surfaces métalliques et permettre aux robots de naviguer dans l’installation au-dessus de pistes magnétiques.

Il y a beaucoup plus de recherches à faire sur la façon de construire et de faire fonctionner l’arche, de l’étude de la façon dont les graines conservées pourraient être affectées par un manque de gravité à l’élaboration d’un plan pour les communications de base avec la Terre.

“Ce qui m’étonne à propos de projets comme celui-ci, c’est qu’ils me donnent l’impression que nous nous rapprochons de devenir une civilisation spatiale et d’un avenir pas très lointain où l’humanité aura des bases sur la Lune et Mars”, a déclaré Álvaro Díaz- Flores Caminero, doctorante en UArizona, responsable de l’analyse thermique du projet. “Les projets multidisciplinaires sont difficiles en raison de leur complexité, mais je pense que c’est la même complexité qui les rend beaux.”

Présentation vidéo: https://www.youtube.com/watch?v=ooWNePIq-3c

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