Im Jahr 2012 wurde die Gateway-Stiftung wurde mit dem Ziel gegründet, die weltweit erste rotierende Raumstation im Orbit zu bauen – bekannt als Das Tor . Dies ist keine leichte Aufgabe und muss zuvor die notwendige Infrastruktur im Orbit aufgebaut und eine Reihe kleinerer Strukturen geschaffen werden, um das Konzept zu testen. Dazu gehört die Voyager-Klasse Station, einer rotierenden Struktur, die unterschiedliche Grade an künstlicher Schwerkraft erzeugen soll.
In den letzten Monaten hat die Orbital Assembly Corporation (OAC) – 2018 vom Gateway-Team gegründet – begann mit der Arbeit an einer entscheidenden Komponente, dem sogenannten DSTAR. Diese und andere Updates über ihre Voyager Class-Station waren Gegenstand von a aktuelles Video mit Foundation und OAC CEO John Blincow. Laut Blincow werden er und seine Kollegen in den kommenden Wochen eine Demonstration durchführen und eine große Ankündigung machen!
Das Design für The Gateway wurde inspiriert von den Von Braun Wheel , ein Vorschlag des deutschen Raketenwissenschaftlers und Weltraumarchitekten Wernher von Braun. Dies wiederum wurde von früheren Konzepten wie der Windrad-Raumstation des russischen Wissenschaftlers und „Vaters der Raumfahrt“ Konstantin Tsiolkovsky inspiriert. 1903 veröffentlichte er eine Abhandlung mit dem Titel Erforschung des Weltraums mit Raketengeräten .
Unter anderem (wie das berühmte Raketengleichung ) enthielt dieses Buch eine Beschreibung für eine Raumstation, die auf Sonnenenergie angewiesen ist, ein geschlossenes Gewächshaus, und sich drehen würde, um künstliche Schwerkraft zu erzeugen. 1929 veröffentlichte der jugoslawisch-slowenische Luftfahrtingenieur Herman Potocnik Das Problem der Raumfahrt – der Raketenmotor , das eine detaillierte Darstellung einer kreisförmigen Raumstation in der Erdumlaufbahn enthielt.
Das Konzept inspirierte auch die Raumstation im Film von 1968, 2001: Eine Odyssee im Weltraum , das vom berühmten Wissenschaftler und Science-Fiction-Autor Arthur C. Clarke mitgeschrieben wurde. Alle diese Konzepte beinhalten den Einsatz der Zentripetalkraft, um das Gefühl der Schwerkraft zu simulieren, was es dem Menschen ermöglichen würde, längere Zeit im Weltraum zu verbringen, ohne sich um die langfristigen Auswirkungen der Mikrogravitation sorgen zu müssen.
Seit Jahren sprechen Ökonomen, Analysten und Weltraumforschungs-Enthusiasten über die Kommerzialisierung von LEO – wo alles von Raumstationen und Hotels bis hin zu Asteroidenabbau und Weltraumtourismus Realität werden wird. Aber um dies zu erreichen, müssen die Kosten für den Start von Nutzlasten in den Weltraum gesenkt werden (und das werden sie auch!) und es muss eine selbsttragende Bauindustrie im Orbit gebaut werden.
Wesentlich dafür ist der Structure Truss Assembly Robot (STAR), mit dem die Rahmen der Voyager- und Gateway-Stationen schnell gefertigt werden. Aber bevor das passieren kann, muss ein kleinerer Prototyp gebaut und getestet werden. Hier kommt der DSTAR ins Spiel, ein bodenbasierter Prototyp der STAR-Roboter im Maßstab 0,4, der den Rahmen ihrer zukünftigen Stationen bilden wird.
Im Februar 2021 wird die Stiftung mit dem DStar hier auf der Erde in nur 90 Minuten ein fußballfeldgroßes Fachwerk bauen. Diese Demonstration wird das Design validieren und zeigen, dass die Technologie verwendet werden kann, um Strukturen im Orbit schnell zusammenzubauen. Wie Blincow in der Gateway Foundation erklärt hat neuestes Video :
„Das DSTAR-Programm wird die Fähigkeit der Orbital Assembly Corporation demonstrieren, schnell große Strukturen im Weltraum zu bauen. Dieses Projekt demonstriert grundlegende Methoden zur Paarung und Bewegung von Strukturelementen innerhalb der vollständigen STAR-Umlaufbahn [in]. Das Engineering des DSTAR wurde im Frühjahr 2020 abgeschlossen. Die Werkstattzeichnungen der Hersteller wurden genehmigt und der Bau ist in vollem Gange. Erste Funktionstests der Hauptkomponenten haben begonnen.“
Wenn alles gut geht, wird die Foundation den nächsten Schritt ihres Plans vorantreiben, den Einsatz des Flugprototyps – des PSTAR. Dies wird den Montageroboter demonstrieren, indem er ein kreisförmiges Fachwerk im Orbit baut. Dieses Fachwerk wird die Grundlage des Gravity Ring Programms sein, das (wie der PSTAR) eine 40%-Version des ringförmigen Rahmens der Voyager-Station ist.
OAC plant, den Gravity Ring zu verwenden, um die mit dem Design und der Herstellung der Voyager-Station verbundenen Risiken zu reduzieren. Sie hoffen auch, den Investoren zu demonstrieren, dass sie die Betriebsdynamik eines rotierenden Rahmens kontrollieren können, die Gültigkeit ihres Schnellbauprozesses und wie er dennoch ein hohes Maß an Präzision ermöglicht.
Gleichzeitig soll der Gravitationsring als wertvolles Forschungswerkzeug dienen, das Weltraumbehörden wie der NASA, der ESA, JAXA und anderen wichtige Daten liefert. Private Luft- und Raumfahrtunternehmen, Universitäten und Forschungsinstitute können diese Daten ebenfalls nutzen, um die Vorteile von rotierenden Raumstationen und rotierenden Abschnitten von Raumfahrzeugen zu erkunden.
Als Blincow angegeben , es wird auch gehofft, dass es die NASA davon überzeugen wird, von Mikrogravitations-Raumstationen (wie der ISS) zu rotierenden zu wechseln:
„Um es ganz klar zu sagen, wir schlagen nicht vor, dass die NASA die Forschung in der Mikrogravitation aufgibt. Weitere Zero-G-Stationen werden gebaut und für die Forschung und Produktion vieler neuer Produkte genutzt. Aber die Menschen brauchen die Schwerkraft, um gesund zu bleiben, also gehen sie am Ende ihres Arbeitstages in einem Mikrogravitationslabor zu einer rotierenden Station, um zu essen, zu schlafen und sich zu bewegen.“
Diese Idee von Rotations-Raumstationen und Mikrogravitations-Raumstationen, die nebeneinander operieren, hoffen Blincow und seine Kollegen in naher Zukunft zu sehen. Die Vorteile dieser Art von Vereinbarung gehen über die bloße Gewährleistung der Gesundheit der Astronauten hinaus und umfassen die Art der Forschung, die bei der Erforschung des Weltraums hilfreich sein wird.
Zum Beispiel sind die Raumstationen Voyager Class und The Gateway so konzipiert, dass sie unterschiedliche Grade an künstlicher Schwerkraft bieten. Im ersteren Fall wird dies durch die Anpassung der Rotationsgeschwindigkeit erreicht. Inzwischen besteht The Gateway aus konzentrischen Ringen, die die Mondgravitation (innerer Ring) und die Marsgravitation (äußerer Ring) simulieren sollen – 16,5% bzw. 38% der Erdanziehungskraft.
Darüber hinaus erklärte Blincow, wie das Vorhandensein einer rotierenden Station im Orbit Chancen für Astronomen eröffnen könnte. Insbesondere ging er darauf ein, dass der jüngste Verlust des Arecibo-Observatoriums nicht nur für die wissenschaftliche Forschung, sondern auch für die Planetenverteidigung ein Schlag war. Während seiner langjährigen Tätigkeit überwachte Arecibo erdnahe Asteroiden (NEAs), um festzustellen, ob von ihnen ein Kollisionsrisiko ausging. Said Blincow :
„Der Umbau der Einrichtung für den modernen Forschungsbedarf wird ein langwieriges und kostspieliges Unterfangen. Aber um den Punkt Sonne-Erde L2 [Lagrange] könnte die Anlage deutlich besser gebaut werden. Der Reflektor des Arecibo-Primärspiegels, die Schüssel, konnte nicht gesteuert werden. Der begrenzte Bereich der himmlischen Breiten, den es untersuchen konnte, erforderte also das Bewegen der Brennpunktplattform über ihrem Reflektor. Im Weltraum könnte die Form des großen Primärreflektors viel optimaler sein und überall hin ausgerichtet werden.“
Darüber hinaus betonte Blincow, dass ein weltraumgestützter Arecibo nicht der Ionosphäre der Erde ausgesetzt wäre, die niedrige Funkfrequenzen (unter 300 kHz) blockiert. Dies lässt Astronomen „blind“ für diesen Teil des Universums, der der einzige Teil des elektromagnetischen Spektrums ist, der noch nie mit räumlicher Auflösung beobachtet wurde.
Nicht zuletzt bieten diese Stationen und eine weltraumgestützte Bauindustrie umfangreiche kommerzielle Vorteile. In einem vorheriges Video , erklärte Blincow, wie The Gateway kommerziellen Raum im Orbit (Erholung und Hotels) ermöglichen wird. Die Voyager-Station bietet ähnliche Möglichkeiten sowie die Möglichkeit des Astronautentrainings und der orbitalen Betankung.
Ein potenzieller Kunde, mit dem die Foundation und das OAC zusammenarbeiten möchten, ist SpaceX. Im Moment arbeiten Elon Musk und das von ihm gegründete Unternehmen daran, eine Flotte vonRaumschiffeDas wird regelmäßige Missionen zum Mond und zum Mars ermöglichen. Blincow konterte dies mit der Analyse von OAC-Direktor Jeff Greenblatt, dass Voyager ein Treibmitteldepot beherbergen könnte, das den Prozess weitaus effizienter machen würde:
„SpaceX will so schnell wie möglich tausend Raumschiffe zum Mars schicken. Um dies zu tun, werden acht Treibstoff-Raumschiffe benötigt, die alle nur den Tank eines Mars-gebundenen Raumschiffs mit genügend Treibstoff für die Reise zum Mars füllen ... SpaceX wird auch Besatzungen mit Erfahrung im Weltraum benötigen. Die Voyager-Station wird Hunderte von Besatzungsmitgliedern pro Jahr stellen. Im Moment gibt es keinen großen Pool von Astronauten mit Hunderten von Astronauten im Weltraum.“
Ein weiterer Vorteil wäre die Schaffung weltraumgestützter Solaranlagen, die rund um die Uhr Sonnenlicht sammeln und wetterunabhängig sind. Aber der vielleicht wichtigste Aspekt des Plans der Stiftung und des OAC ist die Art und Weise, wie er den USA den „Aufstieg“ im Weltraum sichern könnte. Dieser Begriff, erklärt Blincow, wurde verwendet, um das außergewöhnliche Wachstum der amerikanischen Industrie und des amerikanischen Einflusses im 20. Jahrhundert zu charakterisieren, aber nicht mehr:
„Das prognostizierte Wachstum in allen raumfahrtbezogenen Industrien ist außergewöhnlich. Es ist ähnlich wie die Luftfahrt in den 50er und 60er Jahren. Aber Amerika hat immer noch keinen nationalen Plan, mit Siedlungen in den Weltraum zu expandieren … Wir glauben, dass wir die Expansion in den Weltraum nicht nur zu einem unterfinanzierten NASA-Ziel, sondern zu einem gut finanzierten nationalen Ziel machen müssen, damit Amerika wieder aufsteigen kann.“
Um dies zu fördern, hat OAC sogar eine Roadmap Darin wird dargelegt, wie die USA mit dem Bau der notwendigen Transportinfrastruktur beginnen könnten, die eine menschliche Expansion in das Sonnensystem ermöglichen würde. In der Zwischenzeit arbeiten ihre Ingenieure und Designer daran, den PSTAR, den Gravity Ring, zu realisieren und die bevorstehende Demonstration des DSTAR vorzubereiten.
Blincow gab auch bekannt, dass OAC am Freitag, den 29. Januar 2021, eine große Ankündigung machen wird. Dies wird eine Online-Veranstaltung sein, deren Details den Mitgliedern der Gateway Foundation im Voraus zugesandt werden ( Klicken Sie hier, um mitzumachen ). Blincow erklärt, dass dies ein „großer Moment für die Orbital Assembly Corporation und ein großer Moment in der Geschichte“ sein wird, über den die Presse und Mitglieder der Weltraumgemeinschaft berichten werden. Ein bisschen unheilvoll, aberIch binfasziniert!
Das Gateway-Projekt trägt den passenden Namen, da es es Menschen ermöglichen wird, den Low Earth Orbit (LEO) zu besiedeln und unsere Präsenz über die Erde hinaus auszudehnen. Im Rahmen Projekt Artemis , hofft die NASA, ein Mondbasislager und das Lunar Gateway zu errichten, das langfristige Missionen auf der Mondoberfläche ermöglicht. Außerdem hofft die ESA, als geistiger Nachfolger der ISS ein Internationales Monddorf rund um die südliche Polarregion zu errichten.
Damit diese Pläne funktionieren, müssen die langfristigen Auswirkungen der geringen Schwerkraft auf die Gesundheit der Astronauten untersucht werden. Ebenso gibt es zahlreiche Pläne für langfristige Missionen zum Mars, und Unternehmer wie Elon Musk hoffen sogar, eine dauerhafte menschliche Kolonie zu gründen. Auch hier sind die langfristigen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit unklar, was insbesondere bei der Geburtsentwicklung (auch bei der Geburt von Babys) der Fall ist.
Es gibt auch zahlreiche Gelegenheiten, um zu sehen, wie sich Pflanzen und Nutztiere bei geringer Schwerkraft entwickeln, was auch erforderlich ist, um die Ernährungssicherheit im Weltraum zu gewährleisten. Und natürlich ist es entscheidend, die Weltraumforschung kostengünstiger und zugänglicher zu machen. Durch die Bereitstellung der permanenten Infrastruktur zum Bauen, Auftanken, Andocken und Transferieren im Orbit werden die Kosten für den Weltraumflug deutlich sinken.
Die Kosten für die Einrichtung sind hoch, aber auch die möglichen Belohnungen. Ähnlich wie bei einem „Moonshot“ und dem Bau von Strukturen in den Weltraum (wie einem Weltraumaufzug) kommt es auf die Machbarkeit, Finanzierung und den Willen an, dies zu verwirklichen. Wenn die ersten beiden Voraussetzungen erfüllt sind, müssen Sie es nur noch tun!
Weiterlesen: Die Gateway-Stiftung
