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Donnerstag, 22. Juni 2017, Ausgabe Nr. 25

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Raumfahrt

Wurfzelt für den Mond

Von Hans-Arthur Marsiske | 23. Oktober 2015 | Ausgabe 43

Das EU-Forschungsprojekt Shee hat ein sich selbst entfaltendes Habitat für extreme Umgebungen entwickelt. Es könnte einst als Labor für bemannte Missionen zum Mond und zum Mars dienen. Zwei Forscher sollen dort für bis zu zwei Wochen leben und arbeiten können.

BU SHEE
Foto: Liquifer Systems Group

Astronautenklause: So ähnlich könnte es in ferner Zukunft aussehen, wenn das Shee-Habitat sich auf dem Mars entfaltet hat.

An der Höhle führt auf Dauer kein Weg vorbei. Wer sich auf dem Mond oder Mars dauerhaft einrichten will, sollte nach Lavaröhren Ausschau halten, wie es der 89-jährige Weltraumpionier Jacques Blamont, Mitbegründer der französischen Raumfahrtagentur CNES, kürzlich empfahl. Oder sich selbst Löcher graben. Ein besserer Schutz vor Strahlung, Staub, Meteoriten und extremen Temperaturen ist auf absehbare Zeit nicht in Sicht. Anders als unsere irdischen Vorfahren können zukünftige Weltraumsiedler bestehende Höhlen allerdings nicht einfach in Besitz nehmen, sondern müssen sie erst einmal herrichten, vor allem gegen die Umgebung hermetisch abdichten, um im Innern eine atembare Atmosphäre aufrechterhalten zu können. Bis dahin müssen sie anderweitig unterkommen.

Eine solche Erstbehausung ist jetzt im Rahmen des EU-Forschungsprojekts Shee (Self-Deployable Habitat for Extreme Environments) entstanden. Es ist eine Art Hightech-Wurfzelt, wenn auch nur für Hardcore-Camper: Eine vollständig ausgestattete Forschungsstation, die sich automatisch entfaltet und zwei Personen für bis zu zwei Wochen Raum zum leben und arbeiten bieten kann. Das Habitat, das weltweit erste seiner Art, soll aber nicht nur im Weltraum, sondern auch auf der Erde eingesetzt werden, zum Beispiel in Katastrophengebieten oder Polarregionen.

Eine zentrale Vorgabe lautete, dass das Habitat im gepackten Zustand in eine Schwerlastrakete mit 6 m Durchmesser passen und auf der Erde mit gängigen Tiefladern transportierbar sein sollte. Beim Entfalten verdoppelt sich dann das Volumen. „Das ist ein sehr wichtiges Kriterium“, sagt Barbara Imhof, die als Architektin und Ko-Leiterin der Wiener Liquifer Systems Group für das Design verantwortlich war. „Es gab auch Konzepte mit noch günstigeren Volumenverhältnissen, aber dafür wären Abstriche bei der Ausstattung erforderlich gewesen: Viele Systeme lassen sich ja nicht falten.“ Die Forscher seien davon ausgegangen, dass das Lebenserhaltungssystem in das gepackte Habitat passen muss. Auch andere Komponenten, etwa die sanitären Einrichtungen, ließen sich nicht beliebig komprimieren.

Shee dient als Test für das deutlich größere Habitat Mars Base 10, einer Basis für zehn Personen, die in einer Rakete Platz finden soll. Entwickelt wurde das Konzept vom Architekten Ondrej Doule während eines Aufenthalts am Ames Research Center der Nasa im Jahr 2008.

Ungewöhnlich ist, dass sich die Struktur von einem massiven Kern aus mithilfe von Automatisierungstechnik entfaltet. Bislang wurde vorrangig an aufblasbaren Habitaten geforscht, raffiniert gefalteten Strukturen aus Membranen und Kabeln, die sich ausschließlich durch atmosphärischen Druck zur vorgesehen Form entfalten. So steht unter dem Titel Beam (Bigelow Expandable Activity Module) ein solches Habitat bereit, um demnächst an der Internationalen Raumstation ISS zu Testzwecken für zwei Jahre 16 m3 zusätzlichen Raum zu schaffen. Am Boden experimentiert die Nasa ebenfalls mit einem aufblasbaren Habitat und in Europa wird eins von der italienischen Firma Thales Alenia gebaut.

„Es ging uns darum, etwas zu bauen, das bisher noch nicht untersucht wurde“, so Imhof. „Wir wollten entweder einen Hybrid bauen oder ein Habitat, das komplett aus harten Schalen besteht. Die Idee dahinter ist es, ein breiteres Spektrum an konstruktiven Möglichkeiten aufzufächern und zu testen.“ Die Entfaltung der Station wird bei Shee von einer zentralen Antriebsachse im Innern angetrieben, weil hierfür kommerzielle Komponenten verfügbar waren. Die für das Getriebe zunächst veranschlagte Übersetzung von 1:5000 erwies sich jedoch als nicht ausreichend und wurde auf 1:15 000 ausgedehnt.

Trotz der Entscheidung für die harte Schale kommen auch bei Shee aufblasbare Elemente zum Einsatz: Sie sollen nach der vollständigen Entfaltung die Räume zwischen den beweglichen Teilen abdichten. „Wir haben auch das Konzept erwogen, um das Habitat herum eine Hülle aufzublasen, sodass es sich quasi in einem Luftballon entfaltet und dadurch beim Auffalten auch abgedichtet ist. Jetzt wirken die pneumatischen Dichtungen erst im aufgefalteten Zustand“, sagt die Architektin Imhof. Allerdings befinde sich der Prototyp noch im experimentellen Stadium und schließe noch nicht hundertprozentig hermetisch.

Auch das Lebenserhaltungssystem zur Wasseraufbereitung und Regenerierung der Atemluft ist noch nicht autark. Die Erforschung autarker Systeme sei vielmehr eine mögliche Anwendung von Shee, betont Imhof. Eine weitere sei die Nutzung als (astro-) biologisches Labor. Ein modularer Aufbau soll die Umrüstung für unterschiedliche Nutzungen erleichtern.

Auf Fenster in den entfaltbaren Teilen musste zunächst verzichtet werden. Lediglich in der Tür gibt es die Möglichkeit, nach draußen zu blicken. Allerdings sei die Fensterproblematik diffizil, erklärt Imhof, da ein Habitat im Weltraum längerfristig stärker vor Strahlung geschützt und daher wahrscheinlich eingegraben werden müsste. Dann wären ohnehin nur virtuelle Fenster möglich, also Bildschirme, die eine Außenansicht mithilfe von Kameras zeigen würden.

In der jetzigen Form wird das Habitat allerdings ausschließlich auf der Erde zum Einsatz kommen. Gegenwärtig wird es noch bis Ende des Jahres an der International Space University in Strassburg getestet, danach soll es der Forschung zur Verfügung stehen. Im kommenden Jahr etwa wird es zunächst im Rahmen des Projekts „Moonwalk“ genutzt, bei dem unter anderem die Erforschung von Mond und Mars in der Umgebung des Rio Tinto in Spanien simuliert werden soll.

Solche „Analogstudien“ sind schon an verschiedenen Orten durchgeführt worden, die geologisch dem Mond oder Mars ähneln, etwa im Norden Kanadas, in der Antarktis oder auf Teneriffa. Die dabei verwendeten Habitate kamen bislang aber immer von der Nasa. „Dies ist das erste Habitat überhaupt, das in Europa gebaut wurde“, sagt Imhof. „Und es ist weltweit das erste, das sich selbst entfalten kann.“

Es ist ein erster Schritt auf dem langen Weg in Richtung Weltraumwohnung. Die dürfte am Ende völlig anders aussehen. „Wir müssen sehen, dass wir mit fremden Planeten besser umgehen und in der Folge vielleicht auch auf der Erde aufräumen“, betont Barbara Imhof. „Aber wie wir dann wohnen werden? Buckminster Fuller (Architekt und Konstrukteur in den USA, Anm. d. Red.) hat sehr schön gesagt: Im englischen Wort ,habitation’ steckt ,habit’, also in der Bewohnbarkeit steckt die Gewohnheit. Das heißt, mit den Gewohnheiten ändern sich auch die Wohnungen und umgekehrt.“ 

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