달 기반 구축 : 4 부-인프라 및 운송

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이 흥미롭지 만 도전적인 우주 탐사 기간에, 음력 지형에 세워질 첫 서식지의 진지한 설계 개념이 빠르게 다가오고 있습니다. 이전 기사에서는 이러한 노력과 관련된 위험을 조사했으며 사용 가능한 구조를 살펴 보았으며 현지 채굴 된 재료를 사용할 수있는 특정 격납고 같은 구조를 자세히 설명했습니다. 이제 우리는 달에서 실행 가능한 식민지를 지원하는 데 필요한 가능한 인프라 요소를 조사합니다. 극한 환경에서 서식지의 미래를 연구하고있는 구조 엔지니어 인 Florian Ruess도 우주 잡지와 함께 시간을 들여 달의 토양에 대한 인류의 미래에 대한 의견을 제시했습니다.

달 표면에 구조물을 만들려고한다고 상상해보십시오. 최초의 음력 정착 자들이 겪게 될 가장 큰 장애물 중 하나는 매우 낮은 중력과 모든 종류의 건축 문제를 일으키는 미세 먼지입니다. 인류가 달에 발을 딛기 전에 첫 번째 서식지가 자동화 된 프로세스에 의해 건설 될 것으로 보이지만, 정착 인프라의 제작은 엔지니어에게 주요 관심사가 될 것이므로 건설은 가능한 효율적으로 이루어질 수 있습니다.

인프라는 미션 플래너와 관련된 가장 중요한 요소 중 하나입니다. 건축 자재는 어떻게 제작됩니까? 건축 작업자에게 자재가 어떻게 공급됩니까? 갓 태어난 달의 식민지에 귀중한 물과 음식을 어떻게 공급할 것인가? 적은 노력으로 공급 차량을 A에서 B로 갈 수 있습니까?

효율적인 교통 인프라의 효과에 대한 역사적인 예는 강 주변 도시의 연합 (전통적으로 사람과 자재를 전국으로 운송하는 가장 빠른 방법)에서 볼 수 있습니다. 운하는 18 세기 후반 영국의 산업 혁명 기간 동안 도시에 활기를 불어 넣는 데 중요한 역할을했습니다. 19 세기 후반에 철도 노선이 북미 동부와 서부 지역을 연결함에 따라 인구 증가가 가속화되어 새로운 접근 가능한 농지가 뿌리 내리고 "홈 스테이트"되었습니다. 지난 50 년 동안“캘리포니아 남부 고속도로 효과”는 주유소, 식당, 상점의 확산을 담당하고 근로자의 주거 지역이 뒤 따릅니다. 결국 전체 도시와 도시는 교통편이 편리합니다.

달과 화성의 미래 유인 식민지화는 아마도 비슷한 교장에 근거 할 것입니다. 음력 합의의 성공은 운송 구조의 효율성에 크게 좌우됩니다.

달 주변의 대부분의 교통 수단은 지상 차량에 따라 바퀴 달린 방법에 의존하고 1960 년대와 70 년대에 아폴로 임무에서“달 버기”를 시험하고 테스트했을 것입니다. 그러나 몇 가지 중요한 단점이 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 Haym Benaroya의 구조 엔지니어이자 공동 작업자 인 Florian Ruess (이 기사의 기반이되는 출판사)는이 전송 모드와 관련하여 몇 가지 문제를 지적합니다.

“모든 임무에는 항상 개별 운송이 필요하며 확실한 해결책은 바퀴 달린 차량입니다. 그러나이 솔루션에는 몇 가지 심각한 문제가 있습니다.
견인력 감소 1/6의 중력과 달의 토양은 [화성 탐사 로버스] 정신과 기회와 마찬가지로 마찰력을 문제로 만듭니다.
먼지. 아폴로 경험에 따르면 바퀴 달린 차량으로 인해 많은 먼지가 발생하는 것으로 나타났습니다. 이 먼지는 숨을 쉴 때 기계와 인간에게 위험합니다.”
– Florian Ruess (개인 커뮤니케이션)

따라서 수정 된 "더니 버기 (dune buggy)"로 돌아 다니는 것은 기존의 달 기지에 대한 답이 아닐 수도 있습니다.

달 표면의 먼지를 방해하는 것은 사소한 문제가 아닙니다. NASA의 아폴로 임무 경험에서 먼지 생성에 가장 크게 기여한 것은 달 모듈의 이착륙이었습니다. regolith의 50 %는 고운 모래보다 작고 약 20 %는 Neil Armstrong의 첫 번째 부트 프린트를 보존 한“먼지”0.02mm보다 작습니다. 많은 기계적 및 건강 문제를 일으킬 수있는 것은이 regolith의 매우 훌륭한 구성 요소입니다.

시력 손상
잘못된 측정 값
먼지 코팅
견인력 상실
메커니즘 막힘
연마
열 제어 문제
밀봉 실패
흡입

따라서이 요소가 정착지 인프라에 심각한 장애가 될 수 있으므로 분진 생성은 최소한으로 유지해야합니다.

도로는 새로운 음력 식민지에 대한 완벽한 해답이 될 것입니다. 그들은 바퀴가 달린 차량에 필요한 견인력을 제공하고 (따라서 차량의 연료 효율에 노크 효과가 있음) 특히 노면이 주변 regolith 위로 올라가면 먼지 현탁액의 양을 크게 줄일 수 있습니다. 그러나 도로에는 단점이 있습니다. 비용이 많이 들고 구축하기가 매우 어려울 수 있습니다. 거친 표면을 형성하기 위해 regolith를 융합시키는 것이 답이 될 수 있지만 Ruess가 지적한 것처럼“… 이것은 엄청난 에너지를 필요로하는데 태양 에너지만으로는 제공 할 수 없습니다.” 따라서 이러한 구성을 수행하려면 대체 에너지 형태가 필요합니다.

도로 건설은 매우 바람직하지만, 적어도 음력 정착 개발 초기에는 불가능할 수 있습니다. 대안적인 우주 운송의 새로운 발전 중 하나는 수직 이륙 및 착륙 방법이지만, 앞서 언급했듯이 로켓 구동 이륙 및 착륙은 방대한 양의 먼지를 생성합니다. 그러나 달에 여러 개의 기지가 있다면 이것은“… 많은 사람들이 착륙장에서 정착지로 또는 한 정착지에서 다음 정착지로가는 것과 같이 자주 사용될 경로에 대해 다른 솔루션을 추천합니다” Ruess가 덧붙입니다.

또 다른 해결책은 확립 된 형태의 운송입니다. 표면과의 접촉을 완전히 피하여 먼지를 줄이고 장애물을 피하면 음력 케이블 카가 실행 가능할 수 있습니다. 이러한 케이블카 운송 네트워크는 매우 효과적 일 것 같습니다. Ruess는“달에 매우 큰 스팬이 가능하므로 인프라 비용은 엄청 나지 않습니다. 이 가능성은 음력 해결 계획자들에 의해 심각하게 고려되고 있습니다.

이 시리즈의 이전 기사를 되돌아 보면 Florian Ruess는 음력 기지를 이동할 수 있는지 여부에 대해 언급하고 현지 채굴 재료를 사용하는 경우 정착 계획자가 직면하는 심각한 어려움을 지적합니다.

“저는 모바일 기반을 좋아하지 않습니다. 발전, 통신, 특히 장기 유성체 및 방사선 방호 기능을 포함하는 그러한 시스템은 실현 가능하지 않은 것으로 보입니다. 그러나 바퀴 달린 차량은 며칠 동안 과학 임무를 수행 할 수있는 가압 설계가 될 수 있습니다. 이는 영구 기지의 기능을 확장하는 좋은 솔루션입니다.
“현지 자료는 중요하지만 어려운 문제입니다. 지금까지의 연구에 따르면 특정 존재가 확립되고 음력 문제와 재료에 대한 경험이 얻은 후에야 현지 재료로 서식지를 감히하고 건설 할 수있는 위치에있을 것입니다. 사람이 달에 발을 딛기 전에는 확실하지 않습니다 그리고 많이 인용 된 음력 콘크리트를 잊어 버리십시오! 이 가상의 소재에 대한 쇼 토퍼가 너무 많아서 언급하기조차 원하지 않습니다. 내가 볼 수있는 유일한 초기 로컬 재료 응용 프로그램은 차폐 재료로 regolith를 사용하는 유성 및 방사선 보호입니다.”
달 기지 건설 : 1 부 – 도전과 위험
달 기지 만들기 : 2 부 – 서식지 개념
달 기초 만들기 : 3 부 – 구조 설계
달 기반 구축 : 4 부 – 인프라 및 운송
“달 기지 만들기”는 Haym Benaroya와 Leonhard Bernold (“음력 공학“)
또한 극한의 서식지 구조 엔지니어이자 극한 환경을위한 서식지 설립자 인 Florian Ruess와의 독점 인터뷰 – HE²
-플로리안 루스, 개인 커뮤니케이션.