لعشرات السنوات، داعب استيطان القمر خيال المخططين والعلماء علي حد سواء. وقد ظهرت علي شاشات السينما عده مستعمرات: من مستعمره الفا متراميه الاطراف في فيلم "الفضاء: 1999"، الي مستعمره التنجيم الصغيره في فيلم "القمر". المستعمره القمريه هي الخطوه المنطقيه التاليه للجنس البشري. فالقمر هو اقرب جار طيب لنا، وعلي بعد 238 الف ميل فقط، مما يجعل اعاده التزود بما نحتاجه سهلا نوعا ما. واحد الامور الجذابه ايضا هو امكانيه التزود بغاز الهيليوم3 الوفير علي سطح القمر، والذي يعتبر وقودا مثاليا لمفاعلات الاندماج. وقد وضعت العديد من برامج الفضاء خططا لاقامه مستعمرات قمريه ماهوله علي الدوام. وقد ابدت الصين رغبه في اقامه قاعده لها علي سطح القمر. وكشف النقاب في اكتوبر/تشرين الاول 2015 عن ان وكاله الفضاء الاوروبيه، ووكاله الفضاء الاتحاديه الروسيه تخططان لارسال عده بعثات الي القمر لتقييم امكانيه اقامه مستوطنات دائمه فوق سطحه. لكن ذلك كله لن يجري دون مواجهه تحديات حقيقيه. فدوران القمر لمره واحده يستغرق حوالي 28 يوما من ايام الارض، مما يعني ان كل ليله قمريه تستمر 354 ساعه، اي ما يعادل اكثر من 14 يوما من ايام الارض. هذه الدوره الليليه الطويله تعني ان درجات الحراره تنخفض بشكل كبير. مواضيع قد تهمك نهايه وتتنوع درجات الحراره علي امتداد خط الاستواء ما بين 116 درجه مئويه في النهار الي 173 درجه في الليل. وستكون الليله القمريه اقصر اذا كانت القاعده معزوله في القطب الشمالي او الجنوبي للقمر. يقول ادموند تريلوب، المهندس التشغيلي لسفن الفضاء في شركه " تيليسباتزيو فيغا دويتشلاند": "هناك عده اسباب وجيهه لبناء تلك القاعده عند القطبين، لكن هناك عوامل اخري ينبغي اخذها في الحسبان اكثر من مجرد عدد ساعات ضوء الشمس". وكما هو الحال علي الارض، يمكن ان يصبح القطبان شديدي البروده. فعند قطبي القمر، تتحرك الشمس حول الافق وليس في السماء، لذا هناك حاجه لبناء الواح في وضعيه مماثله لوضعيه الجدار، مما يجعل بناءها اكثر تعقيدا. ان وجود قاعده كبيره مسطحه عند خط الاستواء يمكننا من تجميع الكثير من الحراره، لكن للحصول علي الحراره عند القطبين علينا ان نشيد الالواح بطريقه قائمه وليس مسطحه، وهو ما يزيد الامر تعقيدا. يقول فولكر مايوالد، الباحث في المركز الالماني للفضاء "دي ال ار": "الاختيار الذكي لموقع انشاء القاعده الفضائيه يمكن ان يخفف من الفرق بين درجات الحراره". الفرق الشاسع في درجات الحراره بين الليل والنهار يعني ان القواعد القمريه يجب ان توفر وقايه كافيه من البرد المتجمد والحراره العاليه، لكن ينبغي ان تكون قادره ايضا علي مقاومه الضغوط الحراريه والتمدد الحراري. الحمايه الحراريه وقد صممت الرحلات الاولي الي القمر - مثل رحلات الاتحاد السوفيتي المعروفه باسم لونا- للبقاء علي سطحه لمده يوم قمري واحد . وكان يمكن استخدام السفن التي هبطت علي القمر في رحلات ناسا المعروفه باسم "سرفيور"، واعاده تفعيلها وتشغيلها في اليوم القمري التالي. لكن الاضرار التي لحقت بها خلال الليل حالت دون الحصول علي معلومات علميه قيمه. وكانت حوامات القمر التي استخدمت في برنامج الفضاء السوفيتي المعروف باسم برنامج "Lunokhod" اواخر الستينات والسبعينات تشتمل علي مولدات حراريه تعمل بالاشعه، مع وجود نظام تهويه معقد، وقد مكنها ذلك من العمل لمده 11 شهرا. وتكون هذه الحوامات ساكنه خلال الليل، وتعود للعمل بمجرد ان تتعرض للطاقه الشمسيه. احد الخيارات المطروحه لتجنب الفروق الشاسعه بين درجات الحراره في اليوم القمري والليله القمريه هو دفن هيكل القاعده الفضائيه تحت تراب القمر. فهذه الماده من المسحوق الترابي التي تغطي سطح القمر مقاومه للاشعاع الشمسي، وتتميز بخمولها الحراري. هذا يعني انها تمتلك ميزات عزل حراري عاليه، وكلما كانت المستعمره مدفونه في مكان اعمق، كانت حمايتها الحراريه افضل. كما ان ارتفاع درجه حراره القاعده، والانتقال الضعيف جدا للحراره علي سطح القمر، بسبب عدم وجود غلاف جوي، يؤديان الي زياده خفض الضغط الحراري. وبينما يعتبر دفن القاعده تحت سطح القمر فكره مقبوله، الا ان القيام بذلك عمليا ينطوي علي تحديات حقيقيه. يقول فولكر: "لم ار بعد تصميما لقاعده يمكنه القيام بذلك. افترض انها ستكون اجهزه روبوت يمكن تشغيلها عن بعد". غطاء ام صدام؟ طريقه اخري للقيام بذلك هي من خلال عمليه الهبوط علي سطح القمر. فقد قدم اقتراح بان تقوم الاجهزه التي تخترق السطح بهذه المهمه لعده رحلات الي القمر، مثل مهمه Lunar-A اليابانيه، واقتراح مون لايت المقدم لوكاله الفضاء البريطانيه، . ميزه هذه الفكره هي ان القاعده تدفن بقوه مما يعني انها ستكون فقط معرضه لظروف حراريه معتدله قبل ان يتم حمايتها. مع ذلك تبقي هناك مشكله التزود بالطاقه، حيث ان تصميم الخوازيق يمكن فقط من توفير خيارات محدوده لاستعمال الطاقه الشمسيه. هناك ايضا مشاكل احمال السرعه الفائقه عند الهبوط وضروره وجود دقه عاليه للسيطره والتوجيه. يقول ترولوب: "قوه الارتطام الضروريه لدفن الهيكل سيكون من الصعب مواءمتها مع مواصفات القاعده الماهوله برواد فضاء". هناك بديل لهذا الحل، وهو غمر المستوطنه بتراب القمر، وذلك باستعمال اجهزه من قبيل الحفارات الهيدروليكيه. ولضمان فعاليه هذه العمليه لابد ان تتم بسرعه. ان لم يكن بالامكان وضع التراب القمري علي المستعمره، فبالامكان استعمال عازل متعدد الطبقات (او ما يعرف بـ (MLI فوق المستعمره لمنع الحراره من التسرب. وتستخدم مواد العازل متعدد الطبقات هذه علي نطاق واسع في مركبات الفضاء لحمايتها من بروده الفضاء. الميزه في هذه الطريقه هي انها تسمح بسهوله تجميع اشعه الشمس وتخزين الطاقه الناتجه عنها خلال فتره اليوم القمري الذي يستمر اسبوعين. وفي حاله عدم تجميع طاقه كافيه، فلا بد اذن من التفكير في طرق اخري لتوليد الطاقه. ويمكن استخدام مولدات الكهرباء الحراريه لتوفير الطاقه خلال دوره الليل، فبينما تكون طاقه هذه المولدات منخفضه فانها تحتاج الي صيانه اقل بسبب عدم تحرك اجزائها. هناك بديل اخر، وهو مولدات "راديوستوب" الحراريه، وهي ذات فعاليه اكبر، وتستخدم مصادر طاقه صغيره الحجم. وتحتاج القاعده علي سطح القمر الي حمايه من الاشعاعات، مع السماح للحراره بالانتقال اليها. وليس من السهل توفير وسائل لنقل المولدات، او وسائل الحمايه من الاشعاعات. كما ان اجراءات الامان والسلامه يجب ان تراعي خلال عمليه الاطلاق من الارض، فضلا عن المسائل السياسيه والامنيه المتعلقه بعمليه التزويد. هناك ايضا المفاعلات النوويه التي يمكن استخدامها كبديل، رغم ان المسائل التي ذكرت اعلاه تشكل عقبه في طريق ذلك. وعندما يتم تصنيع مفاعلات الاندماج ، فسيكون من الممكن استعمالها، نظرا لوفره غاز الهيليوم 3 علي سطح القمر. وكبديل لذلك، يمكن ايضا استخدام بطاريات الليثيوم اذا تمكنا من توليد طاقه شمسيه كافيه لتلك الليله القمريه التي تستمر لمده 14 يوما من ايام الارض. وهناك فكره لتزويد محطه سطحيه بالطاقه خلال دوره الليله القمريه، وهي من خلال الاقمار الصناعيه التي تدور حول الارض، وتبث الطاقه عن طريق موجات المايكرويف او الليزر. وقد تحدثت دراسه سابقه عن هذه الفكره قبل عشر سنوات. وجاء فيها ان وجود قاعده قمريه كبيره يحتاج الي كهرباء تصل قوتها الي عده مئات من الكيلو واط التي تتزود بها من المدار عن طريق 50 كيلو واط من الليزر، والي جهاز يعرف باسم "ريستينا" ، وينبغي ان يكون قطر تلك القاعده 400 متر، كما يتطلب الامر 5000 متر مربع من الالواح الشمسيه. ولتقريب هذه الصوره، يذكر ان المحطه الفضائيه الدوليه لها حوالي 3300 متر مربع فقط من الالواح الشمسيه. وعلي الرغم من الصعوبات الحقيقيه في بناء مستعمره يمكنها الصمود وتحمل دوره الليل القمريه شديده البروده، الا انها تحديات وصعوبات يمكن التغلب عليها. فعن طريق حمايه حراريه مناسبه، ونظام مناسب لتوليد الطاقه خلال الليله القمريه الطويله التي تستغرق اسبوعين، بامكاننا ان نحصل علي مستعمره قمريه ماهوله خلال العقدين القادمين. ومن ثم يمكن ان نبدا في تطوير رؤيتنا لهذا الامر نحو افاق ارحب. يمكنك قراءه الموضوع الاصلي علي موقع BBC Future.
لا تعد اكثر الاماكن بروده علي الكره الارضيه شيئا يذكر مقارنه بدرجات الحراره الاكثر انخفاضا وتجمدا في ليله واحده علي سطح القمر، ولذا؛ ليس من السهل بناء قاعده فضائيه علي القمر يمكنها تحمل مثل هذه البروده الشديده.