EEN MAANBASIS BOUWEN: DEEL 2 - HABITATCONCEPTEN

Send

Er zijn plannen om een bemande basis op de maan te bouwen. Zoals je waarschijnlijk al geraden had, zijn er nogal wat gevaren en gevaren bij het terugsturen van de mensheid om maan-'vastgoed 'te vestigen. Dit is allemaal heel goed, maar hoe zullen we die eerste voet aan de grond krijgen in de maanregoliet? Wat is de beste vorm van habitatstructuur die kan worden gebouwd om het beste aan onze behoeften te voldoen? Deze vragen hebben een aantal voor de hand liggende en niet zo voor de hand liggende antwoorden van de constructeurs die hun ideeën al publiceren en prototypes bouwen ...

In deel 1 van deze miniserie over "Een maanbasis bouwen" werden enkele gevaren geschetst waarmee astronauten en toekomstige kolonisten worden geconfronteerd. Maanstof kan (naar alle waarschijnlijkheid) een gezondheidsrisico vormen, micrometeorieten en andere snelheidsvuur projectielen kunnen onder druk gezette structuren doen barsten, zeer energetische deeltjes van de zon kunnen onbeschermde nederzettingen bestralen, schade aan machines kan worden veroorzaakt door het vacuüm ... over het algemeen een gemengde zak met slechte nieuws. Maar als er iets anders is, hebben wij mensen het vermogen om de kansen te verslaan en te slagen (als politiek en financiën dat natuurlijk toestaan!). Deze tweede aflevering behandelt de structurele concepten van de habitat die gepland zijn om de eerste, tussentijdse en permanente nederzettingen op de maan het beste te dienen wanneer we alle kansen overwinnen.

"Building a Moon Base" is gebaseerd op onderzoek van Haym Benaroya en Leonhard Bernold ("Engineering van maanbasissen“)

Er zijn veel soorten structuren voorgesteld voor maankolonies. De belangrijkste focus voor missieplanners ligt echter op kosten en efficiëntie. Structuren die op aarde zijn gefabriceerd, zouden levensvatbaar moeten zijn, maar moeten zeer licht zijn om gemakkelijk uit de diepe gravitatieput van de aarde te kunnen lanceren. Over het algemeen wordt aangenomen dat de eerste bases die op het maanoppervlak worden gevestigd op aarde zullen worden gebouwd, maar zodra er een basis van operaties is opgezet, met een contingent van menselijke (en misschien robot) arbeiders / kolonisten, moeten lokale materialen worden gewonnen en geproduceerde habitats in situ (d.w.z. gebouwd op de maan). Enkele van de momenteel overwogen structuren worden hieronder beschreven.

Opblaasbare ontwerpen

Opblaasbare habitats zijn altijd al een favoriet geweest, omdat ze de leefruimte optimaliseerden met lichtgewicht materialen. Aangezien de maan geen atmosfeer heeft (afgezien van enkele zeer zwakke gassen die worden "uitgestoten" vanaf het oppervlak), zou elke habitat onder hoge druk moeten staan om de aardse atmosfeer (tot ongeveer 1 atmosfeer of 101,325 Pa) en atmosferische gashoeveelheden te simuleren. Door de hoge krachten die naar buiten werken (door de aanhoudende gasdruk), kan de structurele integriteit van een opblaasboot worden gegarandeerd. Ervan uitgaande dat het membraan van het springkussen sterk genoeg is, moet het risico op drukverlaging laag zijn.

Er is echter een enorm probleem met springkussens. In een omgeving die zo vacuümachtig is als die van de maan, is er weinig bescherming tegen micrometeorieten (kleine, natuurlijke ruimterotsen of door de mens gemaakt ruimtepuin). Catastrofale drukverlaging kan optreden als een projectiel met hoge snelheid een zwakte in het membraan veroorzaakt. Er zijn enkele oplossingen, zoals het bedekken van de opblaasbare habitats met een laag beschermende regoliet, en er zullen uitgebreide faalkluizen moeten worden aangebracht.

Eén ontwerp (links afgebeeld) gebruikt opblaasbare 'kussens' om een kubusvormige vorm te creëren (in plaats van de meer natuurlijke bolvorm). Veel van deze kussens kunnen worden uitgelijnd en toegevoegd om een groeiende nederzetting te creëren. Ze zouden hun vorm behouden door balken met hoge treksterkte te gebruiken om te vechten tegen het balgmembraanmateriaal. Regolith biedt bescherming tegen micrometeorieten en zonnestraling.

Erectables
Klassieke erectables zijn uitvoerig getest en vormen een gevestigde vorm van constructie. Met een focus op montagegemak, omvat één plan het sturen van componenten naar een lage baan om de aarde. Een frame kan eenvoudig worden opgericht en fungeert als een tetraëdrische, hexahedrale of octaëdrische vorm om het ontwerp van een eenvoudige habitatmodule te baseren. Eenmaal voltooid, kan de module naar de maan worden verzonden, waar deze zal worden bestuurd tot een zachte landing. Deze methode maakt gebruik van bestaande technologie en is mogelijk een van de meer haalbare concepten om een maanbasis te beginnen. Op een vergelijkbare manier zou ook op het maanoppervlak een basisstructuur kunnen worden geconstrueerd.

Lokale materialen
Uiteindelijk wordt gehoopt dat een nederzetting op de maan een infrastructuur zal hebben die in staat is om lokale materialen te delven, basisgrootheden te fabriceren en constructies te bouwen met weinig of geen input van de aarde. Deze mate van autonomie is vereist om een bloeiende maanbasis te laten slagen.

Om luchtdichtheid binnen de leefgebieden te behouden, zou echter een nieuwe vorm van beton moeten worden vervaardigd. Alle componenten voor een maanbetonmix zijn te vinden op de maan, hoewel water (en dus waterstof) schaars zal zijn. Omdat de maan rijk is aan zwavel, kan er een ander type beton (minus de behoefte aan water) worden gecreëerd om te helpen bij de constructie van habitats met boog en koepel. Sommige "geotextielen" kunnen ook worden gemaakt door middel van geavanceerde verfijning, waardoor filmachtige materialen worden gecreëerd om de interieurs van habitats af te dichten.

Bouwen met lokaal gewonnen materiaal zal hoogstwaarschijnlijk een van de geavanceerdere constructiemethoden op de maan zijn, dus in de eerste stadia zullen kolonisten in ieder geval afhankelijk zijn van de aarde voor ondersteuning.

Lava buizen
Oude lavabuizen onder het maanoppervlak bestaan en kunnen door kolonisten worden gebruikt. Het gebruik van natuurlijke spelonksystemen zal veel voordelen hebben, met name dat een minimale constructie vereist is. Veel voorstanders van dit plan wijzen erop dat er te veel risico's zijn verbonden aan bovengrondse constructies, waarom zou u in plaats daarvan geen natuurlijke beschutting gebruiken? Lavabuizen kunnen met elkaar zijn verbonden, waardoor grote nederzettingen mogelijk zijn, en ze kunnen ook gemakkelijk worden afgesloten, waardoor habitats onder druk komen te staan. Maankolonisten zullen ook voldoende worden beschermd tegen micrometeorieten en zonnestraling.

Rovers

Om de kloof tussen een immobiele basis en een zeer mobiele rover te overbruggen, kan de eerste basis bestaan uit kolonisten die wonen en reizen in een zwervend Maanbasis. Veel ontwerpers suggereren zelfs dat deze oplossing een antwoord op lange termijn kan zijn op de toekomst van een kolonie op de maan. In tegenstelling tot de huidige "Moon Buggy" (afgebeeld), toekomstige rovers zouden groot zijn en meerdere mensen onderbrengen in een onder druk staande cabine. Het gebruik van rovers als basis kan een negatief effect hebben op processen die alleen statische, permanente bases kunnen bereiken (d.w.z. landbouwactiviteiten), maar een zwervende basis zou kolonisten de vrijheid geven om te bewegen waar en wanneer dat nodig is in het maanlandschap.