Esalab-Moony. Una base europea sotto la superficie lunare

We are witnessing an acceleration in the resumption of space exploration with a technological and research progress that makes new human expeditions imminent, first of all towards the Moon, as an outpost towards more distant destinations. Many companies involved in this project foresee the dispatch of humans to the moon by 2025 and the first permanent settlements on our satellite between the end of the 20s and the beginning of the 30s. Since living conditions both above and below the lunar surface are not optimal for humans, living in this satellite requires habitats designed to ensure their survival. In addition to the confinement condition increased by living together in restricted habitats, the distance from the Earth emphasizes the sense of isolation. The reduced gravity conditions compared to the Earth, the strong radiations, the exposure to frequent impacts of meteorites and the extreme thermal excursion are the toll that the man must pay for his permanence on the Moon. It is in this context that the ESALAB_MOONY project is placed. The return to the Moon and the subsequent human settlement will have different purposes. First of all, the deepening of research in various scientific fields, such as the study of the origin of the Solar System and planetary science. Secondly, finding useful resources for future expeditions to Mars and finally the possibility of testing the psychological and physiological effects that may emerge during a prolonged period of time in confined, restricted environments with particularly low gravity. MOONY was born as an integral part of the IGLUNA project of ESA_Lab, a collaboration between several European universities whose goal is the creation of a lunar habitat demonstrator, complete in all its parts, which will then be reproduced in an extreme environment, the Swiss glacier of Zermatt. This thesis aims to investigate the feasibility of a habitat located below the lunar surface, in natural tunnels of volcanic origin. Different problems are faced: how to build and place a housing module on the Moon, taking into account all the extreme environmental factors and how to design a habitat according to characteristics that can favor the adaptation of human beings to a foreign environment. Facing these problems, the needs of safety and well-being of human beings on the Moon were taken into account, and how green environments can increase this state of well-being. Through the studies addressed for this thesis, I present a scenario for a housing module designed to minimize the material transported from the Earth, favoring the use of lunar resources. ESALAB_MOONY was designed to create a lunar scenario that provides the setting for all the projects of the different IGLUNA teams, involved in the construction of prototypes to be tested in the Zermatt glacier.

Stiamo assistendo ad un’accelerazione nella ripresa dell’esplorazione spaziale con un progresso tecnologico e di ricerca che rendono imminenti nuove spedizioni umane innanzitutto verso la Luna, come avamposto verso mete più lontane. Molte compagnie coinvolte in questo progetto prevedono la spedizione di umani sulla Luna entro il 2025 e i primi insediamenti permanenti sul nostro satellite tra la fine degli anni ‘20 e l’inizio dei ‘30. Poiché le condizioni di vita sia al di sopra che al di sotto della superficie lunare non sono ottimali per gli esseri umani, abitare questo satellite richiede habitat progettati al fine di garantirne la sopravvivenza. Oltre alla condizione di confinamento accresciuta dalla convivenza in habitat ristretti, la distanza dalla Terra enfatizza il senso di isolamento. Le condizioni di gravità ridotta rispetto alla Terra, le forti radiazioni, l’esposizione a frequenti impatti di meteoriti e l’estrema escursione termica sono il pedaggio che l’uomo deve pagare per la sua permanenza sulla Luna. E’ in questo contesto che si colloca il progetto ESALAB_MOONY Il ritorno sulla Luna e il successivo insediamento umano avranno diversi scopi. In primo luogo l’approfondimento della ricerca in diversi campi scientifici, come lo studio dell’origine del Sistema Solare e la scienza planetaria. In secondo luogo il reperimento di risorse utili per le future spedizioni verso Marte e infine la possibilità di testare gli effetti psicologici e fisiologici che possono emergere nella permanenza per un prolungato periodo di tempo in ambienti confinati, ristretti e con una gravità particolarmente ridotta. MOONY nasce come parte integrante del progetto IGLUNA di ESA_Lab, una collaborazione tra diverse università europee che ha come fine la creazione di un dimostratore di habitat lunare, completo in tutte le sue parti, che verrà poi riprodotto in un ambiente estremo, il ghiacciaio svizzero di Zermatt. Questa tesi vuole indagare sull’attuabilità di un habitat situato al di sotto della superficie lunare, nei tunnel naturali di origine vulcanica. Diverse le problematiche affrontate: come costruire e posizionare un modulo abitativo sulla Luna, tenendo conto di tutti i fattori ambientali estremi e come ideare un habitat secondo caratteristiche che possano favorire l’adattamento di esseri umani ad un ambiente estraneo. Affrontando queste problematiche si è tenuto conto delle esigenze di sicurezza e di benessere degli esseri umani sulla Luna, e di come gli ambienti verdi possono incrementare tale stato di benessere. Attraverso gli studi affrontati per questa tesi, presento uno scenario per un modulo abitativo progettato per ridurre al minimo il materiale trasportato dalla Terra favorendo l’utilizzo di risorse lunari. ESALAB_MOONY è stato progettato per creare uno scenario lunare che fornisca l’ambientazione per tutti i progetti dei diversi team IGLUNA, impegnati nella costruzione di prototipi da testare nel ghiacciaio di Zermatt.