Инженеры ЕКА оценивают среду обитания Лунной деревни
Известная архитектурная фирма Skidmore, Owings & Merrill, создатель многих самых высоких небоскребов в мире, работает над еще более сложным проектом: местом обитания для будущей Лунной деревни. Их предложение подверглось тщательной экспертизе экспертами ЕКА в Центре параллельного проектирования Агентства.
В ходе этого обзора были выявлены различные проблемы, но не было обнаружено никаких препятствий - а это значит, что нечто, напоминающее инновационную полунадувную конструкцию компании для четырех человек, вполне может оказаться на поверхности Луны в ближайшие годы.
Skidmore, Owings & Merrill (SOM) проконсультировались с преподавателями факультета аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института, а также с ЕКА по вопросам проектирования среды обитания. Он был вдохновлен видением генерального директора ЕКА Яна Вернера международной Лунной Деревни, созданной посредством альянса частных и государственных, космических и некосмических партнеров.
Работа над исследованием началась в 2018 году, но в этом году проект среды обитания прошел шестисеансовое исследование в Центре параллельного проектирования (CDF) ЕКА. CDF, расположенный в техническом центре Агентства, в Нордвейке, Нидерланды, объединяет сеть специалистов по космосу, которые проводят быструю оценку новых концепций миссий и создают работающие чертежи.
«Ценность этих сессий CDF заключается в том, что они могут в режиме реального времени передать наш дизайн всем экспертам, которые необходимы», - говорит Даниэль Иносенте, руководитель исследования в SOM. «Это был отличный опыт, потому что мы смогли за короткое время обнаружить ограничивающие факторы, связанные с проектированием для Луны, принять их во внимание и определить потенциальные ответы».
«Это исследование явно смотрит в будущее, за пределы планируемых в настоящее время работ по исследованию Луны», - объясняет Адвенит Макая, руководитель исследования в ESA. «Но для различных экспертов ESA было очень интересным упражнением сотрудничать с экспертами по архитектуре, чтобы определить и рассмотреть движущие силы и способы, которыми этот инновационный дизайн может быть развернут на Луне».
«Сотрудничество по этому проекту, объединяющее лучшие идеи и опыт экспертов ЗВОЛ и ЕКА, является очень хорошим примером того, как ЕКА желает не только разрабатывать будущие программы, но и способствовать реализации других инициатив, способствующих общему благу. ", - комментирует Изабель Дюво-Бешон из отдела координации политики и программ ЕКА.
Надувность для максимального пространства в космосе
Взяв за отправную точку надувной модуль BEAM, который в настоящее время прикреплен к Международной космической станции, SOM спроектировал полунувысокую конструкцию корпуса, обеспечивающую максимально возможное соотношение объема к массе. После того как накачал на поверхность Луны , он увеличился бы примерно вдвое по сравнению с первоначальным внутренним объемом.
Дэниел объясняет: «Внутри мы много думали о человеческом опыте с точки зрения условий освещения, гибкой архитектуры, которую можно реконфигурировать по мере необходимости, а также о высоком пространстве от пола до потолка - одна шестая G лунного света означает Члены экипажа может подняться намного выше, и мы поощряем это с помощью поручней и других простых приспособлений. Астронавт НАСА в отставке Джеффри Хоффман, профессор кафедры аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института, поделился с нами своими отзывами об улучшении жилого и рабочего пространства ".
Выбранное им место было описано как самая желанная недвижимость в Солнечной системе: край кратера Шеклтона рядом с южным полюсом Луны. Избегая ужасающих температурных перепадов лунных двухнедельных дней и ночей, это место предлагает почти непрерывный солнечный свет для использования солнечной энергии, постоянный вид на Землю и доступ к лунным отложениям водяного льда в соседних постоянно затененных кратерах.
Четырехэтажная среда обитания будет надуваться либо на месте астронавтами, либо с помощью вездеходов, дистанционно управляемых со станции Gateway вокруг Луны. В то время он будет поддерживать жизнь и комфорт экипажа из четырех человек до 300 дней.
Опасность: радиация
Первоначально проект планировался на 500 дней пребывания, но эту цель пришлось пересмотреть из-за одного из самых сложных ограничений жизни на Луне: радиации. Поскольку Луна находится далеко за пределами защитного магнитного щита Земли на большей части своей орбиты, она подвержена ионизирующему излучению Солнца и дальнего космоса.
«Радиационный анализ CDF дал нам лучшее представление о пределах воздействия и продолжительности, поэтому нам пришлось изменить нашу базовую цель», - комментирует Дэниел.
«Точно так же изначально мы планировали разместить помещения для экипажа на верхнем этаже, но переместили его на нижний уровень, чтобы он мог служить убежищем для экипажа от солнечных штормов. На этом уровне также будет храниться наша система жизнеобеспечения, обеспечивающая дополнительную защиту от радиации. а также возможность облицовки конструкции лунным материалом или водой из местных источников, чтобы еще больше повысить защиту экипажа ».
Обеспечение благополучия экипажей
С прицелом на будущее среда обитания сочетает в себе традиционные системы жизнеобеспечения с регенеративными системами замкнутого цикла, над которыми работает долгосрочная программа ESA MELiSSA, с дополнительным преимуществом, позволяющим выращивать пищу на месте.
Энергетические потребности среды обитания - оцениваемые по опыту МКС в 60 киловатт - будут удовлетворены с использованием либо соседнего солнечная энергия ферма или наземный реактор деления.
Не менее важны радиаторы, необходимые для отвода отработанного тепла и поддержания комфортной внутренней температуры рукавов рубашки 22 ° C. Команда CDF, опираясь на прошлый опыт работы с кометным охотником ЕКА Rosetta, предложила добавить закрывающиеся «жалюзи» для управления излучательной способностью радиатора в короткие, но холодные полярные ночи.
Варианты посадки и запуска
Другой ключевой фактор дизайна - минимизация контакта с липкой абразивной лунной пылью. Как объясняет Дэниел: «Мы бы фактически приземлили среду обитания на некотором расстоянии от конечного пункта назначения и перевезли бы ее на место по суше, потому что посадка посадочного модуля поднимет много пыли, которая вредна как для людей, так и для оборудования. И среда обитания будет взаимодействовать с отдельными корпусами шлюзов, предназначенными для удаления пыли со скафандров и оборудования, чтобы действительно уменьшить количество пыли в среде обитания ".
Одна из самых больших проблем, отмеченных CDF, - это действительно достижение. Среда обитания, включая все ее предварительно установленное внутреннее оборудование, будет иметь массу, превышающую 58 тонн, что выходит за рамки существующих ракет-носителей.
Дэниел добавляет: «Заглядывая за рамки ближайшего будущего, мы рассмотрели два варианта, один из которых - это предстоящая пусковая установка системы космического запуска НАСА, а другой - космический корабль SpaceX, у которого не будет проблем с нашими массовыми потребностями, но он все еще находится на ранней стадии. развитие ".
Как только первая среда обитания будет создана, команда SOM предполагает, что к ней по очереди присоединятся дополнительные модули, адаптированные для конкретных функций, таких как исследования, производство, культура питания и туризм, что позволит базе расширяться до деревни, а затем, в конечном итоге, до города.
Как заключает Дэниел: «Мы работали над Лунной Деревней только неполный рабочий день, но этот проект дал нам представление о больших земных зданиях, таких как небоскребы и аэропорты, как в качественном, так и в количественном отношении. На Земле требования не столь абсолютны, как космос. , но опыт предлагает способы улучшить наши методологии проектирования, такие как выбор материалов, интегрированные строительные технологии и минимизация воздействия на окружающую среду.
"И усилия по проектированию этой среды обитания полезны сами по себе. Его строительство было бы чрезвычайно дорогостоящим, технически сложным, но это возможно, учитывая темпы совершенствования технологий и техники, и дает нам цель, к которой мы стремимся - точно так же, как планирование строительства следующего, самого высокого небоскреба или планирование наземного города будущее "
Похожие новости
Известная архитектурная фирма Skidmore, Owings & Merrill, создатель многих самых высоких небоскребов в мире, работает над еще более сложным проектом: местом обитания для будущей Лунной деревни. Их предложение подверглось тщательной экспертизе экспертами ЕКА в Центре параллельного проектирования Агентства.
В ходе этого обзора были выявлены различные проблемы, но не было обнаружено никаких препятствий - а это значит, что нечто, напоминающее инновационную полунадувную конструкцию компании для четырех человек, вполне может оказаться на поверхности Луны в ближайшие годы.
Skidmore, Owings & Merrill (SOM) проконсультировались с преподавателями факультета аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института, а также с ЕКА по вопросам проектирования среды обитания. Он был вдохновлен видением генерального директора ЕКА Яна Вернера международной Лунной Деревни, созданной посредством альянса частных и государственных, космических и некосмических партнеров.
Работа над исследованием началась в 2018 году, но в этом году проект среды обитания прошел шестисеансовое исследование в Центре параллельного проектирования (CDF) ЕКА. CDF, расположенный в техническом центре Агентства, в Нордвейке, Нидерланды, объединяет сеть специалистов по космосу, которые проводят быструю оценку новых концепций миссий и создают работающие чертежи.
«Ценность этих сессий CDF заключается в том, что они могут в режиме реального времени передать наш дизайн всем экспертам, которые необходимы», - говорит Даниэль Иносенте, руководитель исследования в SOM. «Это был отличный опыт, потому что мы смогли за короткое время обнаружить ограничивающие факторы, связанные с проектированием для Луны, принять их во внимание и определить потенциальные ответы».
«Это исследование явно смотрит в будущее, за пределы планируемых в настоящее время работ по исследованию Луны», - объясняет Адвенит Макая, руководитель исследования в ESA. «Но для различных экспертов ESA было очень интересным упражнением сотрудничать с экспертами по архитектуре, чтобы определить и рассмотреть движущие силы и способы, которыми этот инновационный дизайн может быть развернут на Луне».
«Сотрудничество по этому проекту, объединяющее лучшие идеи и опыт экспертов ЗВОЛ и ЕКА, является очень хорошим примером того, как ЕКА желает не только разрабатывать будущие программы, но и способствовать реализации других инициатив, способствующих общему благу. ", - комментирует Изабель Дюво-Бешон из отдела координации политики и программ ЕКА.
Надувность для максимального пространства в космосе
Взяв за отправную точку надувной модуль BEAM, который в настоящее время прикреплен к Международной космической станции, SOM спроектировал полунувысокую конструкцию корпуса, обеспечивающую максимально возможное соотношение объема к массе. После того как накачал на поверхность Луны , он увеличился бы примерно вдвое по сравнению с первоначальным внутренним объемом.
Дэниел объясняет: «Внутри мы много думали о человеческом опыте с точки зрения условий освещения, гибкой архитектуры, которую можно реконфигурировать по мере необходимости, а также о высоком пространстве от пола до потолка - одна шестая G лунного света означает Члены экипажа может подняться намного выше, и мы поощряем это с помощью поручней и других простых приспособлений. Астронавт НАСА в отставке Джеффри Хоффман, профессор кафедры аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института, поделился с нами своими отзывами об улучшении жилого и рабочего пространства ".
Выбранное им место было описано как самая желанная недвижимость в Солнечной системе: край кратера Шеклтона рядом с южным полюсом Луны. Избегая ужасающих температурных перепадов лунных двухнедельных дней и ночей, это место предлагает почти непрерывный солнечный свет для использования солнечной энергии, постоянный вид на Землю и доступ к лунным отложениям водяного льда в соседних постоянно затененных кратерах.
Четырехэтажная среда обитания будет надуваться либо на месте астронавтами, либо с помощью вездеходов, дистанционно управляемых со станции Gateway вокруг Луны. В то время он будет поддерживать жизнь и комфорт экипажа из четырех человек до 300 дней.
Опасность: радиация
Первоначально проект планировался на 500 дней пребывания, но эту цель пришлось пересмотреть из-за одного из самых сложных ограничений жизни на Луне: радиации. Поскольку Луна находится далеко за пределами защитного магнитного щита Земли на большей части своей орбиты, она подвержена ионизирующему излучению Солнца и дальнего космоса.
«Радиационный анализ CDF дал нам лучшее представление о пределах воздействия и продолжительности, поэтому нам пришлось изменить нашу базовую цель», - комментирует Дэниел.
«Точно так же изначально мы планировали разместить помещения для экипажа на верхнем этаже, но переместили его на нижний уровень, чтобы он мог служить убежищем для экипажа от солнечных штормов. На этом уровне также будет храниться наша система жизнеобеспечения, обеспечивающая дополнительную защиту от радиации. а также возможность облицовки конструкции лунным материалом или водой из местных источников, чтобы еще больше повысить защиту экипажа ».
Обеспечение благополучия экипажей
С прицелом на будущее среда обитания сочетает в себе традиционные системы жизнеобеспечения с регенеративными системами замкнутого цикла, над которыми работает долгосрочная программа ESA MELiSSA, с дополнительным преимуществом, позволяющим выращивать пищу на месте.
Энергетические потребности среды обитания - оцениваемые по опыту МКС в 60 киловатт - будут удовлетворены с использованием либо соседнего солнечная энергия ферма или наземный реактор деления.
Не менее важны радиаторы, необходимые для отвода отработанного тепла и поддержания комфортной внутренней температуры рукавов рубашки 22 ° C. Команда CDF, опираясь на прошлый опыт работы с кометным охотником ЕКА Rosetta, предложила добавить закрывающиеся «жалюзи» для управления излучательной способностью радиатора в короткие, но холодные полярные ночи.
Варианты посадки и запуска
Другой ключевой фактор дизайна - минимизация контакта с липкой абразивной лунной пылью. Как объясняет Дэниел: «Мы бы фактически приземлили среду обитания на некотором расстоянии от конечного пункта назначения и перевезли бы ее на место по суше, потому что посадка посадочного модуля поднимет много пыли, которая вредна как для людей, так и для оборудования. И среда обитания будет взаимодействовать с отдельными корпусами шлюзов, предназначенными для удаления пыли со скафандров и оборудования, чтобы действительно уменьшить количество пыли в среде обитания ".
Одна из самых больших проблем, отмеченных CDF, - это действительно достижение. Среда обитания, включая все ее предварительно установленное внутреннее оборудование, будет иметь массу, превышающую 58 тонн, что выходит за рамки существующих ракет-носителей.
Дэниел добавляет: «Заглядывая за рамки ближайшего будущего, мы рассмотрели два варианта, один из которых - это предстоящая пусковая установка системы космического запуска НАСА, а другой - космический корабль SpaceX, у которого не будет проблем с нашими массовыми потребностями, но он все еще находится на ранней стадии. развитие ".
Как только первая среда обитания будет создана, команда SOM предполагает, что к ней по очереди присоединятся дополнительные модули, адаптированные для конкретных функций, таких как исследования, производство, культура питания и туризм, что позволит базе расширяться до деревни, а затем, в конечном итоге, до города.
Как заключает Дэниел: «Мы работали над Лунной Деревней только неполный рабочий день, но этот проект дал нам представление о больших земных зданиях, таких как небоскребы и аэропорты, как в качественном, так и в количественном отношении. На Земле требования не столь абсолютны, как космос. , но опыт предлагает способы улучшить наши методологии проектирования, такие как выбор материалов, интегрированные строительные технологии и минимизация воздействия на окружающую среду.
"И усилия по проектированию этой среды обитания полезны сами по себе. Его строительство было бы чрезвычайно дорогостоящим, технически сложным, но это возможно, учитывая темпы совершенствования технологий и техники, и дает нам цель, к которой мы стремимся - точно так же, как планирование строительства следующего, самого высокого небоскреба или планирование наземного города будущее "
Марсоход НАСА Perseverance находится на полпути к Марсу
Все о космосе
Данные Юноны указывают на то, что «спрайты» или «эльфы» резвятся в атмосфере Юпитера
Все о космосе
Геологи моделируют почвенные условия, чтобы помочь выращивать растения на Марсе
Все о космосе
Изображение: Космические эндотелиальные клетки человека
Все о космосе
Метеорит «Огненный шар» содержит нетронутые внеземные органические соединения
Все о космосе
Вода на Луне: исследования раскрывают ее тип и изобилие, что расширяет планы исследований
Все о космосе
Луна богаче водой, чем когда-то думали
Все о космосе
НАСА начнет деликатную укладку образцов астероида OSIRIS-REx
Все о космосе
Tupperware стреляет по звездам с помощью устройства, предназначенного для выращивания овощей в космосе
Все о космосе
SpaceX начинает развертывание Интернета Starlink, надеясь, что это профинансирует полеты на Марс
Все о космосе
| « Июнь 2023 » | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Пн | Вт | Ср | Чт | Пт | Сб | Вс |
| 1 | 2 | 3 | 4 | |||
| 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
| 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
| 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | ||