BYGGA EN MåNBASE: DEL 2 - HABITATBEGREPP

Send

Det finns planer för att bygga en bemannad bas på månen. Som du antagligen skulle ha gissat, det finns ganska många faror och faror med att skicka mänskligheten tillbaka för att upprätta månens ”fastigheter”. Det går bra, men hur får vi det första fotfäste i månregoliten? Vilken är den bästa formen för livsmiljöstruktur som kan byggas för att bäst passa våra behov? Dessa frågor har några uppenbara och inte så uppenbara svar från strukturingenjörerna som redan publicerar sina idéer och bygger prototyper ...

I del 1 av denna miniserie om "Building a Moon Base" beskrivs några av farorna som astronauter och framtida kolonister står inför. Månstoft kan (med all sannolikhet) vara en hälsorisk, mikrometeoriter och andra snabba projektiler kan spränga trycksatta strukturer, mycket energiska partiklar från solen kan bestråla oskyddade boplatser, skador på maskiner kan orsakas av vakuumet ... i allmänhet en blandad påse med dålig Nyheter. Men om något annat, vi människor har förmågan att slå oddsen och lyckas (om politik och ekonomi tillåter givetvis!). Den andra delen avser de strukturella koncepten för livsmiljöer som planeras för att bäst tjäna de första, mellanliggande och permanenta bosättningarna på månen när vi övervinner alla odds.

"Building a Moon Base" är baserat på forskning av Haym Benaroya och Leonhard Bernold ("Konstruktion av månbaser“)

Många typer av strukturer har föreslagits för månkolonier. Men huvudfokus för uppdragsplanerare fokuserar på kostnad och effektivitet. Strukturer tillverkade på jorden, även om de är livskraftiga, måste vara väldigt lätta för att möjliggöra enkel utskjutning ur jordens djupa gravitationskälla. Det är allmänt tänkt att de första baserna som kommer att upprättas på månens yta kommer att byggas på jorden, men när en bas av operationer har upprättats, med en kontingent av mänskliga (och kanske robot) arbetare / bosättare, bör lokala material brytas och livsmiljöer tillverkade in situ (dvs. byggd på månen). Några av de strukturer som för närvarande övervägs beskrivs nedan.

Uppblåsbara mönster

Uppblåsbara livsmiljöer har alltid varit en favorit, vilket optimerar bostadsutrymmet med lätta material. Eftersom månen inte har någon atmosfär (bortsett från att några mycket spänningsiga gaser som "utgasas" från ytan), skulle någon livsmiljö behöva tryckas högt för att simulera jordatmosfären (till ungefär 1 atmosfär eller 101,325 Pa) och atmosfäriska gaskvantiteter. På grund av de höga krafterna som verkar utåt (med det bibehållna gastrycket) kan en uppblåsbar strukturell integritet säkerställas. Förutsatt att det uppblåsbara membranet är tillräckligt starkt bör risken för tryckavlastning vara låg.

Det finns dock ett enormt problem med gummibåtar. I en miljö som är så vakuumliknande som månens, finns det litet skydd mot mikrometeoriter (små, naturliga rymdrockar eller mänskliga rymdskräp). Katastrofisk tryckavlastning kan inträffa om projektilen med hög hastighet orsakar en svaghet i membranet. Det finns några lösningar, såsom att täcka de uppblåsbara livsmiljöerna med ett lager skyddande regolit, och omfattande felsäkringar måste sättas på plats.

En design (bild till vänster) använder uppblåsbara "kuddar" för att skapa en kubisk form (snarare än den mer naturliga sfäriska formen). Många av dessa kuddar kan anpassas och läggas till för att skapa en växande bosättning. De skulle behålla sin form genom att använda höghållfasthetsstrålar för att slåss mot det bälgande membranmaterialet. Skydd mot mikrometeoriter och solstrålning skulle ges av regolith.

Erectables
Klassiska erectables har testats omfattande och är en etablerad konstruktionsform. Med fokus på enkel montering innebär en plan att skicka komponenter till en låg jordbana. En ram kan enkelt byggas upp och fungera som en tetraedrisk, hexahedral eller oktaedrisk form för att basera utformningen av en enkel livsmodul. När den är klar kan modulen skickas till månen där den kommer att kontrolleras till en mjuk landning. Denna metod använder befintlig teknik och kan vara ett av de mer genomförbara koncepten för att starta en månbase. En grundläggande struktur kan också konstrueras på månens yta på liknande sätt.

Lokala material
I slutändan hoppas man att en bebyggelse på månen kommer att ha en infrastruktur som kan bryta lokala material, tillverka grundläggande mängder och konstruera strukturer med liten eller ingen inmatning från jorden. Denna grad av autonomi skulle krävas om en blomstrande månebas ska lyckas.

För att bibehålla lufttätheten inom livsmiljöerna måste en ny form av betong tillverkas. Alla komponenter för en månbetongblandning kan hittas på månen, även om vatten (och därför väte) kommer att få högsta pris. Eftersom månen är svavelrik, kan en annan typ av betong (minus behovet av vatten) skapas för att hjälpa till med konstruktionen av bågformade och kupoliga livsmiljöer. Vissa "geotextiler" kan också göras via en del avancerad raffinering, vilket skapar filmiga material för att täta livsmiljöinredningar.

Att bygga med lokalt utvalda material kommer sannolikt att vara en av de mer avancerade konstruktionsmetoderna på månen, så i de första etapperna kommer bosättarna att vara beroende av jorden för stöd.

Lava rör
Forntida lavarör under månens yta finns och kan användas av kolonister. Att använda naturliga grottasystem kommer att ha många fördelar, främst att minimal konstruktion skulle krävas. Många förespråkare för denna plan påpekar att det finns för många risker förknippade med strukturer ovanför ytan, varför inte använda naturligt skydd istället? Lavarör kan vara sammankopplade, vilket möjliggör stora bosättningar, också kan de lätt tätas, vilket möjliggör livsmiljöer under tryck. Månkolonister kommer också att vara tillräckligt skyddade från mikrometeoriter och solstrålning.

Rovers

För att överbrygga klyftan mellan en orörlig bas och en mycket mobil rover kan den första basen bestå av nybyggare som bor och reser i en roving Månbas. Faktum är att många designers föreslår att denna lösning kan vara ett långsiktigt svar på framtiden för en koloni på månen. Till skillnad från den nuvarande månen "Moon Buggy" (avbildad), framtida rover skulle vara stora och rymma flera personer i en stuga under tryck. Att använda rovers som bas kan negativt påverka processer endast statiska, permanenta baser kan uppnås (dvs jordbruksaktiviteter), men en rovingbas skulle ge bosättarna frihet att röra sig när och där det behövs runt månlandskapet.