AUFBAU EINER MONDBASIS: TEIL 1 - HERAUSFORDERUNGEN UND GEFAHREN

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Also wollen wir zum Mond gehen. Bergbauunternehmen werden dort zweifellos ein Lager aufschlagen wollen. Das Streben nach Wissenschaft ist auch ein großer Anziehungspunkt. Aus welchem Grund auch immer, um auf diesem kleinen staubigen Satelliten präsent zu sein, müssen wir eine Mondbasis bauen. Ob kurzfristig oder langfristig, der Mensch muss den Mond kolonisieren. Aber wo würden wir leben? Wie könnten wir in dieser feindlichen Landschaft überleben? Hier werden Bauingenieure einspringen, um die extremsten Lebensräume zu entwerfen und zu bauen, die jemals konzipiert wurden…

Bemannte Missionen zum Mars nehmen in Bezug auf die Kolonisierungsbemühungen einen großen Teil des Rampenlichts ein. Daher ist es an der Zeit, dass ein gewisser Fokus auf die laufenden und etablierten Konzepte für die Kolonisierung des Mondes gerichtet wird. Wir haben derzeit die Möglichkeit, dorthin zu gelangen (schließlich ist Apollo 11 vor fast 40 Jahren vergangen), und unsere Technologie ist so weit fortgeschritten, dass das Leben im Weltraum erhalten bleibt. Der nächste Schritt besteht darin, mit dem Bau zu beginnen. In dieser ersten Folge von „Building a Moon Base “betrachten wir die unmittelbaren Probleme, mit denen Ingenieure bei der Planung von Lebensräumen in einer Mondlandschaft konfrontiert sind.

"Building a Moon Base" basiert auf Forschungen von Haym Benaroya und Leonhard Bernold ("Engineering of Moon Base")

Die Debatte tobt immer noch darüber, ob sich der Mensch zuerst auf dem Mond oder dem Mars niederlassen sollte. Der Mars wird oft als die ultimative Herausforderung für die Menschheit angesehen: auf einem anderen Planeten als der Erde zu leben. Aber in wolkenlosen Nächten auf uns herabzuschauen, ist der helle und erreichbare Mond. Von hier aus können wir die Details der Mondlandschaft mit bloßem Auge sehen. Im Vergleich zu den Planeten ist sie astronomisch so nah, dass viele glauben, dass der Mond unsere erste Anlaufstelle sein sollte, bevor wir den besten halben Monat beginnen. Reise zum Roten Planeten. Es hilft auch, da wir schon dort waren ...

Die Meinung hat sich in den letzten Jahren etwas vom "Mars Direct" -Plan (Mitte der 1990er Jahre) zur "Moon First" -Idee verschoben, und diese Verschiebung wurde kürzlich von US-Präsident George W. Bush hervorgehoben, als er 2004 Pläne vorlegte für die Wiederherstellung einer Präsenz auf dem Mond Vor Wir können mit der Planung für den Mars beginnen. Es ergibt Sinn; Viele physiologische Probleme des Menschen müssen noch identifiziert werden, und die Technologie zur Kolonisierung kann nur dann in vollem Umfang getestet werden, wenn… nun… kolonisiert wird.

Zu verstehen, wie sich der menschliche Körper an das Leben mit niedrigem G anpasst und wie neue Technologien an einem Ort in der Nähe des Wohnortes funktionieren, wird nicht nur Mondkolonisten und Astronauten versichern, sondern auch sinnvoll sein. Die Erkundung des Weltraums ist gefährlich genug. Die Minimierung des Risikos eines Misserfolgs ist für die Zukunft der bemannten Erkundung des Sonnensystems von entscheidender Bedeutung.

Wo fangen Sie an, wenn Sie eine Mondbasis entwerfen? Ganz oben auf der Aufgabenliste der Bauingenieure stehen die Schäden, denen Baumaterialien ausgesetzt sein können, wenn sie einem Vakuum ausgesetzt werden. Schäden durch starke Temperaturschwankungen, Hochgeschwindigkeits-Mikrometeoriteneinschläge, hohe nach außen gerichtete Kräfte durch unter Druck stehende Lebensräume, Materialsprödigkeit bei sehr niedrigen Temperaturen und kumulativer Abrieb durch hochenergetische kosmische Strahlen und Sonnenwindpartikel werden in der Planungsphase eine große Rolle spielen. Sobald alle Gefahren beschrieben sind, können die Arbeiten an den Strukturen selbst beginnen.

Der Mond übt eine Schwerkraft von 1/6 der Erdanziehung aus, sodass Ingenieure weniger schwerkraftbeschränkte Strukturen bauen dürfen. Wo und wann immer möglich, sollten auch lokale Materialien verwendet werden. Die Startkosten von der Erde für Baumaterialien wären astronomisch, daher sollten Baumaterialien eher abgebaut als importiert werden. Lunar Regolith (feine Körner aus pulverisiertem Mondgestein) kann zum Beispiel verwendet werden, um Teile von Lebensräumen zu bedecken, um Siedler vor krebserregenden kosmischen Strahlen zu schützen und Isolierung bereitzustellen. Studien zufolge ist eine Regolithdicke von mindestens 2,5 Metern erforderlich, um den menschlichen Körper vor einem „sicheren“ Hintergrundstrahlungsniveau zu schützen. Eine hohe Energieeffizienz ist ebenfalls erforderlich, daher müssen die Konstruktionen hochisolierende Materialien enthalten, um einen minimalen Wärmeverlust zu gewährleisten. Zusätzlicher Schutz vor Meteoriteneinschlägen muss in Betracht gezogen werden, da der Mond eine Atmosphäre nahe Null hat, die erforderlich ist, um ankommende Weltraummüll zu verbrennen. Vielleicht wären unterirdische Wohnungen eine gute Idee?

Der eigentliche Bau einer Basis wird an sich sehr schwierig sein. Offensichtlich ist die Umgebung mit niedrigem G für Bauarbeiter schwierig, sich fortzubewegen, aber das Fehlen einer Atmosphäre würde sich als sehr schädlich erweisen. Ohne die Pufferung der Luft um die Bohrwerkzeuge wird die dynamische Reibung während der Bohrarbeiten verstärkt und es entstehen große Wärmemengen. Bohrer und Steine verschmelzen und behindern den Fortschritt. Sollten Abbrucharbeiten durchgeführt werden müssen, würden Explosionen im Vakuum unzählige Hochgeschwindigkeitsraketen erzeugen, die durch irgendetwas auf ihrem Weg reißen, ohne Atmosphäre, die sie verlangsamen könnte. (Sie möchten während des Bergbaus nicht in einem aufblasbaren Lebensraum zu Abend essen, wenn ein Felsfragment auf Sie zukommt…) Außerdem würde der ausgestoßene Staub alles verdecken und sich statisch auf Maschinen niederlassen und alles kontaminieren. Die Dekontamination über Luftschleusen ist nicht effizient genug, um den gesamten Staub von Raumanzügen zu entfernen. Mondstaub wird aufgenommen und eingeatmet - ein Gesundheitsrisiko, das wir erst dann vollständig verstehen werden, wenn wir dort sind.