Im Inneren einen Mond entwerfen

Jun 25, 2023

Nach der jüngsten Anhörung im Kongress zu UFOs und der erfolgreichen Landung eines Mondrovers durch Indien ist das öffentliche Interesse an dem, was sich außerhalb unserer Atmosphäre befindet, stark gestiegen. Tatsächlich ist die Etablierung einer langfristigen menschlichen Präsenz auf dem Mond eine nähere Realität, als viele vielleicht denken. Zum ersten Mal überhaupt werden NASA-Astronauten bald für längere Zeit auf einem Außenposten in der Mondumlaufbahn und auf der unbarmherzigen Mondoberfläche selbst leben. Die Beherrschung des Lebens auf dem Mond wird sicherlich eine Probe für eine Expedition zum Mars sein und ist der Schlüssel für die weitere Erforschung des Weltraums durch die Menschheit.

Um die Mission des historischen Artemis-Programms der NASA Wirklichkeit werden zu lassen, müssen wir uns den Herausforderungen der Gestaltung eines Lebensraums für Astronauten stellen. Das Mondhaus der Astronauten hat die Form eines umlaufenden Mondtors und wird über spartanische Wohnräume verfügen, die einen nachhaltigeren, komfortableren und umfassenderen Lebenserhaltungsrahmen auf dem Mond bieten. Bei Design und Entwicklung muss der Schutz der Astronauten vor Strahlenbelastung und der extremen Kälte der Mondnächte im Mittelpunkt stehen.

Bei Artemis-Missionen wird eine Reise zum Mond (geplant für 2025) und schließlich zum Mars einen Zwischenstopp am Lunar Gateway erfordern, einer Raumstation, die eine nachhaltige menschliche Präsenz auf dem Mond unterstützen und einen Stützpunkt für künftige Missionen zum Roten Mond bieten wird Planet.

Einige der Komponenten des Gateways werden von unserem Unternehmen beigesteuert, das eng mit der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation zusammenarbeitet, um Elemente wie das International Habitat (I-HAB)-Modul zu entwerfen und zu bauen, das Wohnräume und Unterstützungssysteme bereitstellen wird Besatzungsmitglieder, die im Weltraum leben und arbeiten werden.

Das I-HAB ist ein unter Druck stehendes Modul mit Bewohnbarkeits- und Lebenserhaltungsfunktionen, das auch Andockmöglichkeiten für besuchende Raumfahrzeuge bietet. Das I-HAB stellt eine neue Generation von Modulen für die Erforschung des Weltraums dar und ist in der Lage, die Anforderungen an leichtere Strukturen, verbesserte Funktions- und Avionikarchitektur, effiziente Wärmekontrolle und innovative Unterkünfte für einen komfortableren Innenraum zu erfüllen.

Das Gateway stellt eine Reihe neuer Herausforderungen für die Sicherheit, Produktivität und den Komfort von Astronauten in einer Umgebung dar, die kleiner als die Internationale Raumstation (ISS) und weiter von der Erde entfernt ist.

Da die Gateway-Station kleiner als die ISS ist, erfordert das Design mehr Funktionalität bei geringerem Volumen. Außerdem bedarf es einer stärkeren Automatisierung, da es nicht leicht zu erreichen ist und nicht ständig besetzt ist. Daher muss das Missionskommando in der Lage sein, aus der Ferne einzugreifen, wenn Astronauten nicht da sind.

Über die Unterstützung der Missionsfähigkeiten hinaus muss das Gateway auch das allgemeine Wohlbefinden der Astronauten berücksichtigen, die dort arbeiten und leben werden, selbst wenn es nur etwa 30 Tage dauert. Die ISS ist nur 400 Kilometer von der Erde entfernt, während das Gateway 240.000 Kilometer entfernt ist. Die Reise zu unserem Heimatplaneten dauert drei Tage. Diese Distanz bringt nicht nur technologische Herausforderungen mit sich, sondern auch psychologische Herausforderungen.

Bei Designentscheidungen werden Überlegungen für Astronauten berücksichtigt, die schließlich den Mond bewohnen und möglicherweise monatelang im Weltraum bleiben werden – viel länger als diejenigen, die während der US-Apollo-Missionen dort waren.

Entwerfen für das Leben und Arbeiten auf dem Mond

Die Gestaltung von Wohnsystemen für Leben auf dem Mond ist ungefähr so ​​schwierig, wie es sich anhört. Aber über das Offensichtliche hinaus (extreme Temperaturen, Sauerstoffmangel und das tödliche Vakuum des Weltraums) birgt die Errichtung eines Lagers auf der Mondoberfläche zahlreiche Herausforderungen.

Nachhaltige Energie

Die Mondnacht dauert etwa 14 Erdentage, in denen der Mond extrem kalte Temperaturen und völlige Dunkelheit erlebt. Um die Überlebensfähigkeit und Funktionalität des Mondaußenpostens zu gewährleisten, ist eine nachhaltige Energiequelle von entscheidender Bedeutung. Dies könnte in Form fortschrittlicher Energieerzeugungstechnologien wie Sonnenkollektoren und regenerativer Brennstoffzellen erfolgen, um während des Mondtages Energie zu nutzen und zu speichern. Diese Systeme werden während der Mondnacht die notwendige Energie für Lebenserhaltungssysteme, Kommunikation, wissenschaftliche Experimente und andere wichtige Operationen liefern.

Schutz vor Radioaktivität

Im Gegensatz zur Erde fehlt dem Mond eine schützende Atmosphäre und kein Magnetfeld, sodass seine Oberfläche intensiver Sonnenstrahlung und kosmischer Strahlung ausgesetzt ist. Strahlung birgt erhebliche Gesundheitsrisiken für Astronauten. Die Erforschung verschiedener Materialien und Konfigurationen zur Entwicklung robuster Abschirmlösungen ist der Schlüssel dazu, sicherzustellen, dass die Gesundheit der Astronauten während ihres Aufenthalts auf dem Mond langfristig geschützt bleibt.

Staubminderung

Mondstaub, auch Regolith genannt, ist eine allgegenwärtige Herausforderung auf dem Mond. Die feinen Partikel können abrasiv sein, an Oberflächen haften und eine Gefahr für Geräte und die menschliche Gesundheit darstellen. Diese Herausforderung erfordert die Entwicklung spezieller Dichtungen, Filtersysteme und Oberflächenbeschichtungen, um das Eindringen von Staub in Wohnräume und Geräte zu minimieren.

Lebenserhaltungssysteme

Das Gateway benötigt geschlossene Kreislaufsysteme, die lebenswichtige Ressourcen wie Luft, Wasser und Abfall recyceln und regenerieren und so die Abhängigkeit von Nachschubmissionen von der Erde aus verringern. Dieser Ansatz stellt sicher, dass Langzeitmissionen durchführbar sind und minimiert die Notwendigkeit eines übermäßigen Ressourcenverbrauchs.

Bewohnbarkeit und Komfort

Das Leben auf dem Mond über längere Zeiträume erfordert sorgfältige Überlegungen zur Bewohnbarkeit und zum Komfort der Astronauten. Dazu gehört die Entwicklung ergonomischer Designs, effizienter Raumnutzung, Beleuchtungssystemen und Temperaturkontrollmechanismen, um eine Lebensumgebung zu schaffen, die das körperliche und geistige Wohlbefinden der Astronauten unterstützt.

Wenn eine Ansicht nicht nur eine Ansicht ist

Trotz seiner Nutzung für Kurzzeitaufenthalte wird der Komfort für Astronauten auch in das Design des Lunar Gateways einbezogen. Den Astronauten den Blick außerhalb des Gateways zu ermöglichen, ist ein wichtiger Entwurfsaspekt, wie die NASA bei der Konstruktion und Nutzung der Kuppel auf der ISS gelernt hat. Die Cupola ist ein Kontrollzentrum in der ISS mit sieben Bullaugen, die es Astronauten ermöglichen, zu arbeiten und gleichzeitig einen 360-Grad-Blick nach außen zu genießen. Sie stellt ein außergewöhnliches Observatorium für die Erforschung der Erde und des gesamten Kosmos dar.

Beim Gateway arbeiten Psychologen mit Astronauten zusammen, die auf der ISS gearbeitet haben, um diese Lebensräume im Weltraum zu gestalten. Wie die ISS-Kuppel benötigt auch das Gateway Räume, in denen es weniger klaustrophobisch zugeht und die gleichzeitig eine doppelte Funktionalität bieten: einen Blick auf das, was sich außerhalb des Gateways für Roboteroperationen befindet – und eine Pause von der geschlossenen Umgebung der anderen Module.

Über die Bereitstellung der von Artemis geforderten technischen Fähigkeiten hinaus ist die Teilnahme am Programm nach wie vor ein großer Stolz der Mitarbeiter des Unternehmens, die sich ihrer Rolle beim Schreiben des neuesten Kapitels in der Geschichte der bemannten Weltraumforschung sehr bewusst sind.

Für Menschen, die in der Raumfahrtbranche arbeiten, ist die Entwicklung dieses Lebensraums für Astronauten vielleicht die größte Motivation unseres Berufslebens. Im Gegensatz zum Apollo-Programm, bei dem es sich um einen Wettlauf zwischen zwei Spielern handelte, ist die heutige Mission zur Rückkehr zum Mond eine echte Partnerschaft zwischen allen Beteiligten – und wird eine wichtige Rolle auf der Reise zur Erforschung des Mondes, des Mars und darüber hinaus spielen.

Massimo Comparini ist stellvertretender CEO und Senior Executive VP für Beobachtung, Exploration und Navigation bei Thales Alenia Space.

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