人類が初めて月面を歩いてから半世紀が経ち、民間企業や各国が月面に恒久的な基地を建設する計画を進めています。アポロ時代以来の技術進歩があっても、これは極めて困難な課題です。では、どこから始めるべきでしょうか。
月面の環境は過酷です。月の自転周期は28日で、ほとんどの緯度では2週間連続で日光が当たり、その後2週間の暗闇が続きます。月には太陽の熱を分散させる大気がほとんどないため、日中の気温は130°Cに達することがあります。一方、夜間の最低気温は-247°Cが記録されています。
保護する大気がないということは、有害な宇宙放射線からの防護も乏しいということでもあります。つまり、月に住む人々は、放射線の侵入を防ぐのに十分な厚さの壁を持つ建物を建設し、施設の外に出る際には扱いにくい宇宙服を着用しなければなりません。壁はまた、内外の気圧差に耐えられるほど強固であり、微小隕石（高速で地表に衝突する岩石や塵の微細な粒子）の衝撃にも耐えられる必要があります。
これらの点を踏まえると、最初の基地を拡張し、実際に月面で構造物の建設を始める際には、月面コンクリート、これは硫黄と骨材の混合物です（骨材とは粒状または砕石のことで、通常のコンクリートは骨材、セメント、水からなります）。これは良い選択肢になるでしょう。その理由は、多孔質ではなく、強度があり、水を必要としないためです。月では水が不足しています。
もう一つの課題は、月の低重力です。地球の6分の1しかありません。長期的には、筋肉や骨の減少などの問題を引き起こす可能性があります。恒久的な月面居住地は、例えば運動を義務付けるなどして、こうしたリスクを最小限に抑えなければなりません。
まだ多くの宇宙機関が詳細を公表していませんが、計画に関して、月の最初の基地は事前に組み立てられ、地球から月へ輸送されて、すぐに使用できるようになる必要があると考えられます。
そのような基地は、確実に呼吸可能な空気を維持しなければなりません。つまり、酸素を供給し、二酸化炭素を除去する必要があります。国際宇宙ステーション（ISS）では、電気分解を利用して水を酸素と水素に分解し、回収した二酸化炭素を宇宙空間に放出しています。
電力源
どの基地にとっても欠かせない要素は電力供給です。ISSは、完全に乗組員が揃っている場合、通常6名の宇宙飛行士を支え、生命維持装置から科学機器の稼働、水の再生利用に至るまで、75kWから90kWの電力を必要とします。月の入植者の人数や行う作業によっては、この電力需要は絶対的な最低限と見なされるかもしれません。
一つの選択肢は太陽光パネルの利用です。しかし、基地が赤道域に位置する場合、太陽光パネルが発電できるのは連続14日間のみで、その後は2週間の暗闇が続きます。したがって、入植者は電力をバッテリーに蓄え、暗闇の期間中にそれを使用しなければなりません。ただし、基地が北極または南極に置かれた場合、太陽光パネルは絶え間ない日光を受けることができます。
原子炉は太陽光発電より信頼性の高い代替手段です。近年、小型核分裂炉への関心が高まっています。問題は、小型の原子炉であっても数トンの重さになり得ることで、地球から輸送する必要があるという点で課題となります。また、まだ手つかずの場所に核物質を拡散させてしまうリスクもあります。
もう一つの可能性は、放射性同位体熱電気転換器です。これは、放射性物質と冷たい外部環境との温度差から電流を生み出すことでエネルギーを生成します。地球上では、室温はかなり温暖なため、これらはあまり効果的ではありませんが、月の日陰の領域では非常に寒くなります。これらの装置は、太陽から遠すぎて太陽エネルギーを利用できない深宇宙探査機の電源として頻繁に使用されてきました。しかし、月への入植には、熱を電気に変換する効率が非常に低いため、非常に多くの台数が必要になります。
潜在的な電源それぞれに長所と短所がありますが、適切な場所に設置できるのであれば、太陽光パネルが最良の選択肢です。
食料と水
明らかに、月面基地の住民は主に植物性の食事で生活しなければならないでしょう。肉やその他の食品は補給船によって供給する必要があります。農業が実用的であるためには大規模なインフラが必要だからです。ただし、月の土壌で植物を育てることは理論的には可能で、コンピュータモデルではトマトと小麦が発芽できることが示されています。
十分な食料を供給するには、植物に相当な広さのスペースが必要になるため、基地はそれに対応できるほど大きく建設されなければなりません。月の土壌には作物に必要な栄養素が多く含まれていますが、植物の成長に不可欠な窒素が欠如していることは依然として大きな課題です。また、アルミニウムやクロムなどの金属が高濃度で含まれており、これらは植物にとって有毒である可能性があります。
これらの問題の一部は、水耕栽培と呼ばれる技術を用いることで解消できます。水耕栽培は、土壌ではなく水中で植物を育て、LEDライトで人工的な太陽光を供給するものです。例えば、これは窓のない室内で行うことができます。
水耕栽培の欠点は、必要となる水の量です。現在の技術を用いれば、シンクやシャワーからの排水、汗、尿から水を容易に再利用できますが、必然的に一部は失われるため補充が必要になります。幸い、月、特に極域では、少量の水氷を抽出することが可能です。
将来の月面入植地にとって最後の重要な検討事項は、健康と安全です。探査に伴う潜在的なリスクはよく知られています。南極のように、アクセスが困難な場所で病人を救出することには困難が伴います。南極では、夏季は医療支援が限られ、冬季はほぼ皆無です。これは、月面基地が医療的に自給自足でなければならず、医療機器や訓練を受けた人員という形で、より多くの重量を月へ送る必要があることを示唆しています。
最終的に、月面基地を実現する技術はありますが、いかなる革新も関連するリスクを完全に打ち消すことはできません。そのような基地が実現するかどうかは、他の何よりもこの判断にかかっているでしょう。問題は、社会として月面への入植、そして月面のレタスを育てる覚悟があるかどうかです。
