على الرغم من الإنجازات الأخيرة في رسم خرائط سطح القمر لفحص إمكانية بناء مدن قمرية، أضعفت دراسة جديدة الآمال في استعمار دائم له.
يقدم أدب الخيال العلمي منذ سنوات صورًا للحياة البشرية على القمر. في السنوات الأخيرة ومع تسارع التقدّم التكنولوجي، بدأ رواد فضاء ورجال أعمال فضائيون في التخطيط لكيفية تحويل هذا الحلم إلى واقع عملي.
لكن البحث الجديد الذي نُشر هذا الأسبوع في مركز علم الفلك والفيزياء الفلكية هارفارد–سمثسونيان (CfA) يقدم نظرة أكثر واقعية ويُظهر أن أكبر عقبة أمام المستعمرين المستقبليين هي مخزونات الجليد القمرية التي ليست كافية لدعم مدينة قمرية.
تحقق هذه الدراسة المعنونة «لا توجد مدينة على القمر» في مقدار الماء والطاقة التي ستحتاجها مجموعة سكانية كبيرة على القمر، وكم من الوقت يمكن لمدينة يبلغ عدد سكانها 100 ألف أو مليون أن تستمر هناك، ومدى استدامة إبقاء مدينة قمرية.
أُجري هذا البحث بعد عدة بعثات استكشافية للقمر وتحليلات في أوائل هذا العام قامت برسم خرائط سطح القمر ومواقع وكميات الماء الموجودة فيه بدقة أكبر، وأثارت مرة أخرى النقاش حول قدرة البشر على إقامة قاعدة دائمة هناك.
يعلم العلماء منذ زمن بوجود مخزونات ماء على القمر وتؤكد التحليلات الأحدث أن هذه المخزونات تقع في حفر مظللة؛ تجاويف عميقة لا تصلها أشعة الشمس أبدًا.
في درجات حرارة تتراوح بين سالب 163 إلى سالب 246 درجة مئوية، يفقد نحو واحد ملليمتر فقط من هذه الثلوج خلال كل مليار سنة.
يشرح مارتن إلويس، عالم الفيزياء الفلكية البارز في مركز CfA وقائد هذه الدراسة، أنه في هذا البحث عُرف «المدينة» بأنها مستوطنة بعدد سكان يبلغ مليون شخص وأن متوسط استهلاك الماء للفرد اعتُبر 500 طن.
بهذه الأرقام، ستواجه مدينة بهذا الحجم نقصًا كاملًا في الماء خلال سنوات معدودة ما لم تُجر إعادة تدوير للماء، لكن حتى هذه الخطوة لا تحل المشكلة بالكامل.
محطة الفضاء الدولية حاليًا تُعيد تدوير نحو 98 في المائة من ماءها.
وفقًا لحسابات إلويس، إذا أُعيد تدوير مليار طن من ماء القمر بكفاءة مشابهة لكفاءة محطة الفضاء، يمكن إبقاء مدينة قمرية بعدد سكان مليون نحو 100 سنة.
لكي تدوم مدينة قمرية أكثر من ذلك، من المحتمل أن تُقيَّد عدد السكان لحوالي ألف شخص؛ أي ستكون أقرب إلى قرية على القمر منها إلى مدينة.
ومع ذلك إذا استطاعت مدينة القمر إعادة تدوير 99.9 في المائة من مائها، فقد يتمكن مليون نسمة نظريًا من الاستمرار بحياة مستدامة لنحو ألفي عام. يمكن تعزيز هذا الوضع بطرق أخرى لزيادة كفاءة الماء مثل الزراعة العمودية أو عبر استيراد الماء.
أما الطاقة فلن تكون مشكلة لمدينة قمرية، إذ يمكن تأمينها باستخدام وفرة ضوء الشمس. حول قطبي القمر توجد مناطق تُسمى «مناطق سطوع مرتفع» حيث لا تغرب الشمس تمامًا وتبقى قريبة من الأفق.
حواف حفر هذه المناطق أعلى من الأراضي المحيطة بها مما يجعلها مواقع مناسبة لتركيب معدات فوتوفولتية تستطيع جمع الطاقة الشمسية باستمرار.
وبحسب هذه الدراسة، أبراج بارتفاع كيلومتر مغطاة بألواح شمسية ومثبتة على حواف الحفر قد تنتج كل واحدة منها نحو 3 جيجاوات من الكهرباء؛ طاقة تكفي ليس للمساكن فحسب بل للوحدات الصناعية أيضًا.
بالإضافة إلى ذلك، يشكل السليكون، وهو أحد المواد الخام الأساسية للخلايا الشمسية، نحو 20 في المائة من سطح القمر، ما يعني أن جزءًا من عملية تصنيع هذه الخلايا يمكن أن يتم على القمر ذاته؛ إمكانية تسعى بعض الشركات للاستفادة منها.
أعلنت شركة البناء اليابانية شيميزو في أوائل هذا العام أنها تخطط لتركيب صفائف شمسية على طول خط استواء القمر لإنتاج 13 ألف تيراوات من الكهرباء؛ وهو رقم يفوق إجمالي استهلاك الأرض من الكهرباء.
الجو الرقيق جدًا للقمر يجعل إنتاج الكهرباء الشمسية غير متأثر بظروف الطقس، مما يمنح ميزة إخراج طاقة مستقر.
لذلك على الرغم من أن مدينة قمرية بعدد سكان مليون لا تزال بعيدة المنال، فقد لا يكون هناك فارق طويل قبل بداية استعمار القمر بشكل جدي.
علاوة على ذلك، رغم أن تقنيات الاستكشاف الحالية تستطيع فحص بضعة أمتار تحت سطح القمر فقط، قد تُكتشف مستقبلاً مخزونات جليدية أكبر في أعماق أعمق.
أعرب مارتن إلويس عن أمله في أن «تعمل هذه الورقة كمحفز ليبدأ جميع الأطراف المعنية باكتشاف القمر نقاشًا جادًا حول الاستدامة الشاملة للقمر وخصوصًا إدارة مصادر الماء على المدى الطويل».