Seit dem Ende der Apollo-Ära ist eines der Hauptziele von NASA, Roscosmos und anderen Weltraumbehörden die Entwicklung von Technologien, die eine langfristige menschliche Präsenz im Weltraum ermöglichen. Diese Technologien werden auch helfen, wenn es an der Zeit ist, erneute Missionen zum Mond, zum Mars und zu anderen Orten im Sonnensystem durchzuführen. In den letzten Jahrzehnten haben diese Bemühungen Mir und dem Internationale Raumstation (ISS).
In den kommenden Jahren werden diese Bemühungen auch dazu führen, dass die Mondorbital-Plattform-Gateway und kommerzielle Raumstationen – wie die Bigelow B330 . Und wenn private Luft- und Raumfahrtunternehmen wie die Gateway-Stiftung ihren Willen haben, werden wir auch einen Raumhafen im Orbit um die Erde haben. Das Unternehmen vor kurzem ein Video gepostet zeigt genau, wie diese rotierende Raumstation aussehen wird und wie Unternehmen wie SpaceX beim Bau helfen könnten.
Das Konzept des Unternehmens ist bekannt als Tor , eine rotierende Raumstation, die auf Entwürfen des deutschen Raketenwissenschaftlers und Weltraumarchitekten Werner von Braun basiert. Diese Designs wurden in einer Reihe von Artikeln in der nationalen Zeitschrift vorgestelltColliersin den 1950er Jahren mit dem Titel „ Der Mensch wird bald den Weltraum erobern! “ Aus diesem Grund hat das Unternehmen seinen Entwurf „Von Braun-Station“ genannt.
Raumstation aus dem Film 2001: A Space Odyssey. Bildnachweis: A.M.P.A.S
Dieses Konzept ist eigentlich ziemlich altmodisch. Von Brauns eigener Entwurf baute auf früheren Vorschlägen auf, von denen der früheste 1903 vom russischen Wissenschaftler Konstantin Tsiolkovsky gemacht wurde. Das Konzept wurde in Stanley Kubricks2001: Eine Odyssee im Weltraum, das vom berühmten Wissenschaftler und Futuristen Arthur C. Clarke mitgeschrieben wurde (und auf einer Kurzgeschichte seines Titels „ Der Wächter ').
In allen Fällen sieht das allgemeine Konzept eine rotierende Radstation im Orbit der Erde vor, die eine menschliche Präsenz im Weltraum begründen und gleichzeitig ihren Bewohnern künstliche Schwerkraft verleihen würde. Dies ist ein wichtiger Aspekt geplanter Raumflüge, die Astronauten zu Orten im Weltraum wie dem Mars und weiter ins Sonnensystem (und möglicherweise darüber hinaus) bringen werden.
Angesichts der Auswirkungen einer langfristigen Exposition gegenüber Mikrogravitation, die in der jüngsten NASA-Studie ausführlich dokumentiert wurden Zwillingsstudie , haben Missionsplaner nach Wegen gesucht, sie zu mildern. Die Studie bestand aus zehn separaten Untersuchungen zu den langfristigen Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den Menschen, wobei die Zwillings-Astronauten Scott Kelly und Mark Kelly als Testpersonen dienten.
Nach über einem Jahr im Weltraum stellten die Studienteams eine Reihe bedeutender Veränderungen zwischen Scott Kelly und seinem Bruder fest. Während er den gleichen Verlust an Muskelmasse und Knochendichte erlebte wie andere Astronauten, die längere Zeit an Bord der ISS verbrachten, gab es andere Veränderungen, die die Anpassung an das Leben auf der Erde wieder sehr schwierig machten.
Kellys Sehkraft hatte nachgelassen, er hatte starke Schwellungen in seinen Extremitäten und auch Veränderungen seiner Organfunktion und Genexpression wurden festgestellt. Jenseits der Mikrogravitation stellt sich auch die Frage, wie der menschliche Körper auf eine langfristige Einwirkung der Mondgravitation (16,5 % des Erdnormals) und der Marsschwerkraft (~38 %) reagieren wird.
Dies ist besonders wichtig angesichts der aktuellen Pläne, in den nächsten zwei Jahrzehnten einen permanenten Außenposten auf dem Mond zu errichten und bemannte Missionen zum Mars durchzuführen. Wie der CEO der Gateway Foundation, John Blincow, in der kürzlich veröffentlichtes Video (siehe unten), dies ist einer der Vorteile des von seinem Unternehmen vorgeschlagenen Gateways:
„Menschen brauchen die Schwerkraft, damit Körper nicht auseinanderfallen. Aber wie viel wird die Mondgravitation für ein Jahr in Ordnung sein, aber nicht für zwei Jahre? WilleDie Schwerkraft des Mars wirkt langfristig für den Menschen, aber nicht für große Nutztiere? Werden zwei Tage pro Woche bei 30 % g für die ISS-Besatzungen ausreichen, um die Knochenmasse zu erhalten? Der Bau der Raumstation von Braun kann helfen, diese Geheimnisse zu lüften.“
Die Struktur des Gateways besteht aus zwei konzentrischen Innenringen, die durch vier Speichen an einem Außenring befestigt sind. Die beiden konzentrischen Ringe bilden die Lunar Gravity Area (LGA), in der die Rotation der Station eine Gravitationskraft erzeugt, die der der Mondoberfläche entspricht. Im äußeren Innenring – dem LGA Habitation Ring – werden Wohnmodule platziert, die aus kleinen Räumen für Gäste bestehen.
In der Zwischenzeit bietet der hohe Innenring der LGA Touristen die Möglichkeit, in einer Umgebung mit niedrigem g zu speisen und zu spielen. Das Herzstück der Station sind der Hub und die Bucht, in denen sich die Verkehrs- und Umgebungskontrolle, die Sicherheit und der Verkehrsknotenpunkt des Gateways befinden. Der Hub wird auch eine Beobachtungslounge haben, in der die Gäste die ankommenden Shuttles beobachten können.
Der äußere Ring, bekannt als Mars Gravity Area (MGA), erfährt eine schnellere Rotation, da er weiter vom Kern entfernt ist. Dies führt zu einer künstlichen Gravitationskraft, die ähnlich der auf der Marsoberfläche ist. Dieser Bereich wird 4 oder 5 Decks haben und dort werden sich große Module befinden, die dauerhafte Unterkünfte bieten. Als Blincow erklärt:
„Die Von Braun-Raumstation wird eine rotierende Raumstation sein, die durch Erhöhen oder Verringern der Rotationsgeschwindigkeit unterschiedliche Grade an künstlicher Schwerkraft erzeugen soll. Die Station wird von Anfang an so konzipiert sein, dass sie sowohl den Low-Gravity-Forschungen der nationalen Weltraumbehörde als auch Weltraumtouristen gerecht wird, die das Leben auf einer großen Raumstation mit dem Komfort der Low-Gravity und der Atmosphäre eines schönen Hotels erleben möchten.“
Ein weiterer wichtiger Punkt, den Blincow in Bezug auf die Rolle erwähnt, die SpaceX bei der Schaffung der Station spielen könnte. Ursprünglich sah das Design des Gateways Module vor, die 12 m (40 ft) lang und 8,5 m (28 ft) breit waren (ungefähr doppelt so groß wie ISS-Module). Aber dank der Fortschritte, die SpaceX in letzter Zeit mit ihrem RaumschiffundSehr schwer , glaubt die Gateway Foundation, dass schwerere Nutzlasten gestartet werden könnten.
„Wenn wir ein SpaceX hättenSehr schwerzweite Stufe, die nur für den Weltraumbau entwickelt wurde, können wir Module mit einer Breite von 12 m und einer Länge von 18 m haben“, sagte Blincow. „Diese viel größere Größe ermöglicht ein viel größeres Innenvolumen bei den gleichen Startkosten.“
Das modulare Design der Ringe soll verschiedenen Arten von Aktivitäten und Unternehmen gerecht werden. Während einige für die Unterbringung von Hafenarbeitern vorgesehen sind, werden andere der wissenschaftlichen Forschung gewidmet. Diese letzteren Module werden sehr gefragt sein, da die Station die Möglichkeit bietet, zu untersuchen, wie sich terrestrische Organismen mit der Mond- und Marsgravitation verhalten, ohne dass sie tatsächlich dorthin gehen müssen.
Andere werden für Hotel- und Restaurantketten, private Luxusunterkünfte und andere Unternehmen zur Verfügung stehen, die Büros im Weltraum errichten möchten (möglicherweise um die Steuergesetze zu nutzen!). Blincow betont auch, dass die Schaffung des Gateways über eine einzelne Nation hinausgehen wird. und erfordert eine internationale Anstrengung, die Weltraumagenturen, kommerzielle Luft- und Raumfahrt und Weltraumbegeisterte zusammenbringt.
Das Endergebnis wird eine internationale Station sein, ähnlich der ISS, aber ein privat geführtes Unternehmen, das sich wirtschaftlich selbst trägt. Es wird nicht angegeben, wie viel der Bau des Gateways kosten wird, aber Blincow ist zuversichtlich, dass es erschwinglich sein wird, auch dank SpaceX und der Art und Weise, wie sein Engagement für wiederverwendbare Raketen die Kosten für einzelne Starts senkt.
Bezug nehmend auf Musks Ankündigung 2017 dass die BFR vollständig wiederverwendbar wäre (die er am 29 Internationaler Raumfahrtkongress (IAC) in Adelaide, Australien), Blincow erklärt:
„Als wir anfingen, unsere Kostenprognosen für den Weltraumbau zu erstellen, basierten wir sie auf den niedrigsten geschätzten Startkosten, die wir finden konnten – der SpaceX BFR mit 1000 US-Dollar pro kg. Das belief sich auf rund 150 Millionen US-Dollar pro Start. Aber dann hielt Elon Musk eine Präsentation in Adelaide, die alles veränderte. Durch die Wiederverwendbarkeit aller Komponenten von BFR könnten die Kosten wie bei einem Verkehrsflugzeug auf viele Flüge verteilt werden.
„Elon Musk schätzt die Startkosten derRaumschiffundSehr schwerBooster für rund 7 Millionen US-Dollar. Einige schätzen, dass jeder Start bis zu 40 Millionen US-Dollar kosten wird, nachdem alle Faktoren berücksichtigt wurden. Aber ob es sieben oder vierzig Millionen Dollar sind, das ist immer noch Musik in unseren Ohren. Das bedeutet, dass rotierende Raumstationen, Wartungseinrichtungen und Treibstoffdepots kostengünstig gebaut werden können und werden.“
Der Bauprozess, der stark von den Fortschritten in der Weltraumrobotik abhängen wird, würde auch Schlüsselsysteme und -technologien validieren, die eines Tages in den Bau massiver Weltraumlebensräume (wie z O'Neil-Zylinder ). Diese werden von vielen als ein praktikable Alternative (oder Ergänzung) zu Vorschlägen für die Kolonisierung anderer Planeten.
Diese Systeme reichen von der Stabilisierung bis zum Luftrecycling, von der Wasserrückgewinnung bis zur Abwasserentsorgung und von der Lebensmittellagerung im Weltraum bis hin zu technischen Herausforderungen. Alle Fragen, die unter die allgemeine Überschrift „Wie erhalten wir eine Bevölkerung im Weltraum?“ fallen. wird durch den Bau des Gateways behoben, behauptet Bilkow.
In Bezug auf die Finanzierung des Baus zeigt Bilkow, wie sein Unternehmen hofft, wichtige Partnerschaften mit den Weltraumbehörden (NASA, Roscomos, ESA, China, Indien und andere) sowie kommerziellen Luft- und Raumfahrtunternehmen zu nutzen. Sie planen auch, Geld durch den frühen Ticketverkauf und den Verkauf von Modulen (für die Superreichen) sowie die Durchführung einer Lotterie und die Schaffung eines Crew-Mitgliedschaftsprogramms (für alle anderen) zu sammeln.
Über den Bau eines Gateways im Orbit um die Erde hinaus hofft die Stiftung auch, eine Flotte von transatmosphärischen Fahrzeugen (TAVs) zu schaffen, die Menschen zur und von der Raumstation befördern könnten. Sie hoffen auch, einen weiteren in der Mondumlaufbahn zu bauen (der Mondbrücke ), die regelmäßige Reisen zwischen Erde und Mond (mit Cis-Mond-Shuttles) und regelmäßige Reisen zur Mondoberfläche (mit Cis-Mondlander ).
Auch hier wären die Kosten für ein solches Projekt astronomisch hoch und übersteigen das, was eine einzelne Nation oder ein einzelnes Unternehmen tragen könnte. Da jedoch viele Unternehmer den Weltraumtourismus ermöglichen möchten, ganz zu schweigen davon, wie solche Raumstationen Erkundungsmissionen zum Mond und sogar zum Mars ermöglichen könnten, könnten die Partnerschaften, die Blincow sich vorstellt, machbar sein.
Künstlerische Darstellung eines Cis-Mondlanders, der regelmäßige kommerzielle Missionen zur Mondoberfläche ermöglicht. Bildnachweis: Gateway Foundation
Wie bei so vielen anderen ehrgeizigen Plänen, den Weltraum zu kolonisieren, LEO zu kommerzialisieren und eine menschliche Präsenz auf anderen Körpern im Sonnensystem zu etablieren, müssen wir nur abwarten, ob die Gateway Foundation Beine hat oder das gleiche Schicksal erleidet wie Mars eins – die vor kurzem bekannt gab, dass sie bankrott ist. Eine Sache, die sie neben der Vision haben, ist die Fähigkeit, Zahlen zu knacken. Hoffen wir, dass sie zu ihren Gunsten arbeiten!
Die Hauptpunkte des Videos der Stiftung waren auch Gegenstand einer Präsentation, die im Januar 2016 am Caltech stattfand (veranstaltet von der Keck-Institut für Weltraumforschung ). Mit dem Titel „ Bau des ersten Raumhafens im erdnahen Orbit “ wurde der Vortrag von John Blincow und Tom Spilker gehalten – einem Raumfahrtingenieur im Ruhestand, der viele Jahre für das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA gearbeitet hat.
Weitere Informationen zur Gateway Foundation und ihren verschiedenen Projekten finden Sie auf deren Webseite hier .
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