Bemannte Mission zum Mars darf menschliche Kämpfe, Expertenbelastungen nicht ignorieren

Eine neue Forschungsstation am Ende der Welt könnte zukünftigen Forschern in der Antarktis einige besondere Leckerbissen bieten, wie die Fähigkeit, über dem Boden zu leben und aus einem Fenster zu schauen.

Deutsche Wissenschaftler adaptieren einen von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) entworfenen Lebensraum, um die sich verlagernde, verschwindende und alternde Neumayer-II-Forschungsstation zu ersetzen, ein Paar Metallröhren, die im Schnee des Ekström-Schelfeises in der Antarktis-Atka-Bucht vergraben sind.

Das insektenähnliche SpaceHouse-Habitat der ESA ist so konzipiert, dass es nahezu erdbebensicher ist, um sich mit wechselnden Eisschollen zu beschäftigen. Sie entlehnt Materialien und Energietechnologien, die ursprünglich für die Weltraummissionen der Agentur entwickelt wurden.

"Wir haben zunächst mit Erdbeben begonnen", sagte SpaceHouse-Designer Fritz Gampe, ein leitender Technologietransferbeauftragter mit ESA-Technologietransfer-Design. "Einer der kritischen Punkte ist, dass der untere Boden und die Beine mit der äußeren Schale eine feste Struktur bilden."

Gampe erzählte, dass ESA-Beamte mit dem Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI), das die Station Neumayer II leitet, an der ersten kreisförmigen Konstruktion arbeiteten. Die endgültige Fassung wird noch erarbeitet, sagte er.

Die Neumayer-II-Station wird im Jahr 2007 in den Schnee auf einem Schelfeis mit einer Dicke von rund 656 Fuß (200 Meter) fallen. Der Außenposten besteht hauptsächlich aus zwei 90-Meter-Zylindern, die Wohnen, Arbeiten und Lagern ermöglichen Raum.

AWI-Forscher sagten, Schneewehen hätten in den letzten Jahren gedroht, die Station zu ersticken - die beiden Eingangstreppenhäuser sind alle, die über der eisigen Oberfläche erscheinen - und das sich verschiebende Eis hat sie von ihrem vorgesehenen Standort wegbewegt.

Die deutsche Regierung plant Berichten zufolge 26 Millionen Euro für den Ersatz der Station, Neumayer III.

Ein neues Eishaus

Die ESA-Entwürfe für einen Neumayer III auf SpaceHouse-Basis erfordern eine widerstandsfähige Außenhülle aus extrem leichtem, kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFRP), der in Solaranlagen und Antennen von Raumfahrzeugen im Gegensatz zu traditionellem Stahl oder Aluminium verwendet wird.

Trotz seiner spindeldürren Erscheinung ist die Konstruktion so ausgelegt, dass sie Erdbeben bis 7,5 auf der Richterskala sowie heulenden Windböen von 220 km / h standhält. Die Größe eines SpaceHouse kann skalierbar sein, zwischen 12 und 40 Metern Durchmesser und bis zu fünf Stockwerken.

"Die alte, unterirdische Station war nur eine einfache Konstruktion, eine Stahlröhre ohne Fenster", sagte Gampe. "Sie fragen sich vielleicht, was die Leute draußen in der Antarktis sehen würden, aber obwohl es nackt und nackt ist, kann der Blick nach draußen beruhigend sein."

Das glatte, aerodynamische Äußere von SpaceHouse würde nicht nur einen Blick auf die Außenwelt werfen, sondern auch verhindern, dass sich Schnee um die Struktur ansammelt. Die Fahrzeuggarage der neuen Station wird sich jedoch höchstwahrscheinlich noch unter der Oberfläche befinden.

"Diese Station wird auf dem Eis gebaut", sagte Ingrid Zondervan, Wissenschaftlerin und Sprecherin des AWI, von Neumayer III. "Dadurch können wir mehr Menschen für eine längere Zeit senden."

Neumayer II beherbergt derzeit für einen Zeitraum von etwa 15 Monaten bis zu 10 Personen, deren Aufgaben zwischen Forschung, medizinischen und technischen Aufgaben variieren.

Gampe sagte, da die äußere Schale, Beine und Boden genug sind, um das SpaceHouse Design zu unterstützen, können die internen Wandkonfigurationen nach Bedarf bewegt werden. Ein solches Feature wäre in traditionellen Häusern abseits der Polarstation nützlich, um sich mit veränderten Lebensgewohnheiten auseinanderzusetzen, fügte er hinzu.

"Du bist einfach nicht an feste Wände gebunden", sagte Gampe. "Also im Prinzip ist es ein offener Bereich, wo man sich glücklich machen kann."

Honing Designs

Zondervan sagte, dass die Kostenanforderungen eines reinen SpaceHouse-Designs zu viel für Neumayer III waren, jedoch ist der Prozess noch nicht abgeschlossen.

Zu den offensichtlichen Änderungen gehört die Abkehr vom leichten CFK zu einem konventionelleren Aluminium-Verbundwerkstoff, sagten ESA-Forscher.

"Wir arbeiten jetzt an einem wirtschaftlich günstigeren Design, nicht rund, sondern gestreckt", sagte Gampe und fügte hinzu, dass der Prozess gute Praxis für zukünftige Weltraummissionen sei. "Es ist ein sich entwickelnder Prozess für unsere Träume, auf den Mars zu gehen und dort einen schönen Lebensraum zu haben und nicht nur zu wiederholen, was Höhlenmenschen getan haben."

Einige kritische Umweltsysteme werden bereits von Polaranlagen getestet, wie zum Beispiel einem Wasserrückgewinnungssystem der französisch-italienischen Concordia Antarctica Station.

Jenseits der Antarktis

Die Antarctic-Version des Space-Hauses der ESA ist nur der Anfang, besonders für eine Agentur mit höheren Zielen.

"Wir träumen davon, zum Mars zu gehen", sagte Gampe. "Dafür brauchen wir sehr leichtes Gehäuse." Es könnte aufblasbar sein oder Raketenzylinder oder die vorliegende schalenförmige Struktur verwenden.

Kurzfristig arbeiten die ESA-Kollegen von Gampe daran, ein kleines, reines SpaceHouse mit einem Radius von etwa 4 Metern als Gartenhaus zu bauen und arbeiten dann bis zu einem 280 Quadratmeter großen Gebäude dienen als Testbed und Physik Museum. Wegen seines leichten CFK-Make-ups wäre das fertige Haus komplett transportabel und könnte wegtransportiert werden, wenn es in Zukunft unansehnlich wäre.

"Wir planen derzeit ein privat-öffentliches Projekt, um die Menschen mit dem Konzept vertraut zu machen", sagte Gampe. "Wir versuchen nur, all unsere Ideen zusammen zu bekommen."