Οι μηχανικοί της ESA αξιολογούν το βιότοπο του χωριού της σελήνης

Η διάσημη αρχιτεκτονική εταιρεία Skidmore, Owings & Merrill, δημιουργός πολλών από τους ψηλότερους ουρανοξύστες του κόσμου, έχει εργαστεί σε έναν ακόμη πιο δύσκολο σχεδιασμό: έναν βιότοπο για ένα μελλοντικό Moon Village. Η πρότασή τους έχει υποβληθεί σε αυστηρή εξέταση από εμπειρογνώμονες του ESA στην Διευκόλυνση Ταυτόχρονης Σχεδιασμού που αξιολογεί την αποστολή του Οργανισμού.

Αυτή η διαδικασία αξιολόγησης επισήμανε διάφορα ζητήματα, αλλά δεν βρήκε καθόλου προβολείς – πράγμα που σημαίνει κάτι που μοιάζει με την καινοτόμο, ημι-φουσκωτή δομή τεσσάρων ατόμων που μπορεί να καταλήξει στην σεληνιακή επιφάνεια τα επόμενα χρόνια.

Διευκόλυνση ταυτόχρονης σχεδίασης
Διευκόλυνση ταυτόχρονης σχεδίασης

Η Skidmore, Owings & Merrill ( SOM ) διαβουλεύτηκε με τη σχολή στο  Τμήμα Αεροναυτικής και Αστροναυτικής του MIT,  καθώς και με την ESA για τη μελέτη σχεδιασμού ενδιαιτημάτων. Εμπνεύστηκε από το όραμα του Γενικού Διευθυντή της ESA Jan Wörner για ένα διεθνές Moon Village που αναπτύχθηκε μέσω μιας συμμαχίας ιδιωτικών και δημόσιων, διαστημικών και μη διαστημικών εταίρων.

Οι εργασίες ξεκίνησαν για τη μελέτη το 2018, αλλά φέτος είδαμε το σχέδιο σχεδιασμού του οικοτόπου να υποβληθεί σε μελέτη έξι συνεδριών στο Concurrent Design Facility ( CDF ) της ESA . Βρίσκεται στην τεχνική καρδιά του Οργανισμού , στο Noordwijk, στην Ολλανδία, το CDF συγκεντρώνει ένα δίκτυο ειδικών του διαστήματος για να πραγματοποιεί ταχείες αξιολογήσεις νέων ιδεών αποστολής και να δημιουργεί λειτουργικά σχέδια.

Οικότοπος του Moon Village
Οικότοπος του Moon Village

«Η αξία αυτών των συνεδριών CDF είναι ότι μπορούν να εκτελέσουν το σχεδιασμό μας μετά από κάθε ειδικό που χρειάζεται σε πραγματικό χρόνο», λέει ο Daniel Inocente, επικεφαλής της μελέτης στο SOM. «Ήταν μια υπέροχη εμπειρία επειδή καταφέραμε να ανακαλύψουμε τους περιοριστικούς παράγοντες που εμπλέκονται στο σχεδιασμό για τη Σελήνη σε σύντομο χρονικό διάστημα, να τους πάρουμε και να εντοπίσουμε πιθανές απαντήσεις»

«Αυτή η μελέτη εξετάζει σαφώς το μέλλον, πέρα ​​από τον ορίζοντα των προγραμματισμένων δραστηριοτήτων σεληνιακής εξερεύνησης», εξηγεί ο Advenit Makaya, επικεφαλής της μελέτης στο ESA. «Ήταν όμως μια πολύ ενδιαφέρουσα άσκηση για τους διάφορους ειδικούς του ESA, να συνεργαστούν με ειδικούς στην αρχιτεκτονική, να εντοπίσουν και να αντιμετωπίσουν τους οδηγούς και τους τρόπους με τους οποίους αυτός ο καινοτόμος σχεδιασμός θα μπορούσε να αναπτυχθεί στη Σελήνη».

Αστροναύτης σε φουσκωτή μονάδα BEAM
Αστροναύτης σε φουσκωτή μονάδα BEAM

«Η συνεργασία σε αυτό το έργο, συνδυάζοντας τις καλύτερες ιδέες και εμπειρογνωμοσύνη από τον SOM και τους εμπειρογνώμονες του ESA, είναι ένα πολύ καλό παράδειγμα για το πώς η ESA επιθυμεί όχι μόνο να αναπτύξει μελλοντικά προγράμματα, αλλά και να δώσει τη δυνατότητα για άλλες πρωτοβουλίες που συμβάλλουν στο κοινό καλό Σχολιάζει η Isabelle Duvaux-Béchon, από το Τμήμα Συντονισμού Πολιτικών και Προγραμμάτων της ESA.

Φουσκωτό για μέγιστο χώρο στο χώρο

Λαμβάνοντας υπόψη το φουσκωτό δομοστοιχείο BEAM που είναι συνδεδεμένο στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό ως σημείο εκκίνησης, η SOM έχει σχεδιάσει μια ημι-φουσκωτή δομή κελύφους για να προσφέρει την υψηλότερη δυνατή αναλογία όγκου προς μάζα. Μόλις διογκωθεί στην σεληνιακή επιφάνεια, θα έφτανε περίπου το διπλάσιο του αρχικού του εσωτερικού όγκου.

Εξωτερικό του διογκωμένου οικοτόπου
Εξωτερικό του διογκωμένου οικοτόπου

Ο Ντάνιελ εξηγεί: «Στο εσωτερικό σκεφτήκαμε σκληρά για την ανθρώπινη εμπειρία, όσον αφορά τις συνθήκες φωτισμού, την ευέλικτη αρχιτεκτονική που μπορεί να αναδιαμορφωθεί ανάλογα με τις ανάγκες, καθώς και από τον υψηλό όροφο από το δάπεδο μέχρι την οροφή – το σεληνιακό ένα έκτο G σημαίνει ότι τα μέλη του πληρώματος μπορούν να φτάσουν πολύ υψηλότερα, και ενθαρρύνουμε τη χρήση ράβδων αρπαγής και άλλων απλών βοηθημάτων. Ο συνταξιούχος αστροναύτης της NASA, Jeffrey Hoffman , καθηγητής στο Τμήμα Αεροναυτικής και Αστροναυτικής του MIT, μας έδωσε ανατροφοδότηση σχετικά με τη βελτίωση του χώρου διαβίωσης και εργασίας από την προσωπική του εμπειρία. “

Η επιλεγμένη τοποθεσία της έχει περιγραφεί ως η πιο επιθυμητή ακίνητη περιουσία στο Ηλιακό Σύστημα: το χείλος του κρατήρα Shackleton  δίπλα στον σεληνιακό Νότιο Πόλο. Αποφεύγοντας τις ακραίες θερμοκρασίες των δύο εβδομάδων και νύχτας της Σελήνης, αυτή η τοποθεσία προσφέρει σχεδόν συνεχές φως του ήλιου για ηλιακή ενέργεια, συνεχή θέα στη Γη και πρόσβαση σε αποθέματα πάγου σεληνιακού νερού σε γειτονικούς μόνιμους σκιασμένους κρατήρες.

Προετοιμασία σεληνιακού οικοτόπου για εκτόξευση
Προετοιμασία σεληνιακού οικοτόπου για εκτόξευση

Ο τετραώροφος βιότοπος θα διογκωνόταν είτε τοπικά από αστροναύτες είτε αλλιώς μέσω πλατφορμών που λειτουργούσαν από τον σταθμό Gateway  γύρω από τη Σελήνη. Θα διατηρούσε το πλήρωμα τεσσάρων ατόμων ζωντανό και άνετο για έως και 300 ημέρες εκείνη τη στιγμή.

Κίνδυνος: ακτινοβολία

Αρχικά ο σχεδιασμός είχε προγραμματιστεί για παραμονή 500 ημερών, αλλά αυτός ο στόχος έπρεπε να επανεξεταστεί λόγω ενός από τους πιο δύσκολους περιορισμούς της ζωής στη Σελήνη: την ακτινοβολία. Επειδή η Σελήνη βρίσκεται πολύ έξω από την προστατευτική μαγνητική ασπίδα της Γης για το μεγαλύτερο μέρος της τροχιάς της, υπόκειται σε ιονίζουσα ακτινοβολία από τον Ήλιο και το βαθύ διάστημα.

Σεληνιακός νότιος πόλος
Σεληνιακός νότιος πόλος

«Η ανάλυση ακτινοβολίας CDF μας έδωσε μια καλύτερη ένδειξη των ορίων έκθεσης και διάρκειας, οπότε έπρεπε να αλλάξουμε τον βασικό στόχο μας», σχολιάζει ο Daniel.

«Ομοίως, αρχικά σχεδιάζαμε να έχουμε τα πληρώματα του πληρώματος στον επάνω όροφο, αλλά το μετακινήσαμε σε χαμηλότερο επίπεδο, για να διπλασιαστεί ως καταφύγιο πληρώματος ενάντια στις ηλιακές καταιγίδες. Αυτό το επίπεδο θα αποθηκεύσει επίσης το σύστημα υποστήριξης της ζωής μας, παρέχοντας επιπλέον θωράκιση ακτινοβολίας. Υπάρχει επίσης η δυνατότητα επένδυσης της δομής με σεληνιακό υλικό ή αλλιώς νερό τοπικής προέλευσης, για την ενίσχυση της προστασίας του πληρώματος ακόμη περισσότερο.

Διατηρώντας τα πληρώματα ζωντανά και καλά

Με το βλέμμα στο μέλλον, ο βιότοπος συνδυάζει παραδοσιακά συστήματα υποστήριξης της ζωής με αναγεννητικά συστήματα κλειστού βρόχου, τα οποία επεξεργάστηκαν μέσω του μακροχρόνιου προγράμματος MELiSSA της ESA , με το πρόσθετο πλεονέκτημα να επιτρέπει την καλλιέργεια τροφίμων in-situ.

Χώροι πληρώματος στο ισόγειο
Χώροι πληρώματος στο ισόγειο

Οι ανάγκες ισχύος του οικοτόπου – εκτιμώμενες σε 60 κιλοβάτ από την εμπειρία ISS – θα ικανοποιηθούν είτε χρησιμοποιώντας ένα παρακείμενο ηλιακό συγκρότημα ηλιακής ενέργειας είτε έναν αντιδραστήρα σχάσης που αναπτύσσεται στην επιφάνεια.

Εξίσου σημαντικό θα ήταν τα καλοριφέρ, που απαιτούνται για την απόρριψη της θερμικής σπατάλης και τη διατήρηση ενός άνετου πουκάμισου με εσωτερική θερμοκρασία 22 ° C Η ομάδα του CDF, αντλώντας από την προηγούμενη εμπειρία του κομιστή Rosetta της ESA, πρότεινε την προσθήκη κλειστών « louvres » για τον έλεγχο της εκπομπής του καλοριφέρ κατά τη διάρκεια σύντομων αλλά ψυχρών πολικών βραδιών.

Σταθμοί εργασίας ενδιαιτημάτων
Σταθμοί εργασίας ενδιαιτημάτων

Επιλογές προσγείωσης και εκκίνησης

Ένας άλλος βασικός οδηγός σχεδιασμού είναι η ελαχιστοποίηση της επαφής με την προσκολλημένη, λειαντική  σεληνιακή σκόνη . Όπως εξηγεί ο Ντάνιελ: «Στην πραγματικότητα θα προσγειωνόμασταν το βιότοπο αρκετά μακριά από τον τελικό του προορισμό και θα το μεταφέραμε στη χώρα χερσαία, επειδή το touchdown του εκφορτωτή θα οδηγήσει σε πολλή σκόνη, η οποία είναι επιβλαβής τόσο για τους ανθρώπους όσο και για τον εξοπλισμό. Και ο βιότοπος θα μπορούσε να διασυνδεθεί με ξεχωριστά κελύφη αέρος που αφιερώνονται στην απομάκρυνση των διαστημικών στολών και του εξοπλισμού, για να μετριάσουν πραγματικά την ποσότητα σκόνης στον οικότοπο. “

Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις που σημείωσε το CDF είναι να φτάσει εκεί. Ο βιότοπος, συμπεριλαμβανομένου όλου του προεγκατεστημένου εσωτερικού εξοπλισμού του, θα έχει μάζα άνω των 58 τόνων, κάτι που θα ήταν πέρα ​​από το πεδίο εφαρμογής των τρέχοντων οχημάτων εκτόξευσης.

Ο Daniel προσθέτει: «Κοιτάζοντας πέρα ​​από το εγγύς μέλλον, εξετάσαμε δύο επιλογές, μία από τις οποίες είναι ο επερχόμενος εκτοξευτής Space Launch System της NASA και η άλλη είναι η SpaceX’s Starship, η οποία δεν θα είχε κανένα πρόβλημα με τις μαζικές μας απαιτήσεις, αλλά βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο ανάπτυξη.”

Πολλά ενδιαιτήματα που αποτελούν το Moon Village
Πολλά ενδιαιτήματα που αποτελούν το Moon Village

Μόλις τεθεί ο πρώτος βιότοπος, η ομάδα του SOM προβλέπει να ενταχθούν επιπλέον ενότητες με τη σειρά τους, προσαρμοσμένες για συγκεκριμένες λειτουργίες όπως έρευνα, κατασκευή, καλλιέργεια τροφίμων και τουρισμός – επιτρέποντας στη βάση να επεκταθεί σε ένα χωριό και, στη συνέχεια, μια πόλη.

Όπως καταλήγει ο Ντάνιελ: «Εργαζόμασταν μόνο στο Moon Village μερικής απασχόλησης, αλλά το έργο ενημέρωσε τη σκέψη μας για μεγάλα χερσαία κτίρια όπως ουρανοξύστες και αεροδρόμια τόσο με ποιοτικό όσο και ποσοτικό τρόπο. Στη Γη, οι απαιτήσεις δεν είναι τόσο απόλυτες όσο το διάστημα, αλλά η εμπειρία προσφέρει τρόπους βελτίωσης των μεθοδολογιών σχεδιασμού μας, όπως επιλογή υλικών, ολοκληρωμένες τεχνολογίες κτιρίων και ελαχιστοποίηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων.

«Και η προσπάθεια σχεδιασμού αυτού του οικοτόπου είναι από μόνη της χρήσιμη. Θα ήταν εξαιρετικά δαπανηρό να κατασκευαστεί, τεχνικά απαιτητικό, αλλά είναι κατανοητό δεδομένου του ρυθμού βελτίωσης της τεχνολογίας και της μηχανικής και μας παρέχει έναν στόχο να επιδιώξουμε – όπως ακριβώς σχεδιάζουμε να κατασκευάσουμε τον επόμενο, ψηλότερο ουρανοξύστη ή σχεδιάζουμε μια επίγεια πόλη μελλοντικός.”

Η πλήρης έκθεση μελέτης CDF είναι διαθέσιμη εδώ .

Facebook Comments