การสร้างฐานพระจันทร์ดวงแรกจะเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่มนุษยชาติเคยลงมือทำ เราสามารถเก็งกำไรเกี่ยวกับอันตรายธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับการปรากฏตัวของมนุษย์บนพื้นผิวดวงจันทร์ ในการตอบสนองเรามีโครงสร้างที่อยู่อาศัยอยู่ในใจอยู่แล้วตั้งแต่โครงสร้างพองไปจนถึงโพรงใต้ดินในช่องระบายลาวาโบราณ ตอนนี้เป็นเวลาที่เราจะเริ่มออกแบบโครงสร้างที่อยู่อาศัยของเราอย่างจริงจังปกป้องเราจาก micrometeorites แรงกดดันจากพื้นดินอย่างยั่งยืนและการใช้วัสดุขุดในท้องถิ่นที่เราสามารถ ...
ในส่วนที่ 1 ของซีรีส์ "สร้างฐานดวงจันทร์" เรามองไปที่อันตรายที่ชัดเจนกว่าที่เกี่ยวข้องกับการสร้างฐานบนดาวเคราะห์ดวงอื่น ในส่วนที่ 2 เราสำรวจแนวคิดการออกแบบในปัจจุบันสำหรับที่อยู่อาศัยที่มีมนุษย์คนแรกบนดวงจันทร์ การออกแบบมีตั้งแต่โครงสร้างพองที่อยู่อาศัยที่สามารถสร้างขึ้นในวงโคจรของโลกและลอยไปที่พื้นผิวดวงจันทร์จนถึงฐานที่ขุดจากหลอดลาวาโบราณใต้พื้นผิว แนวคิดทั้งหมดมีข้อดีของพวกเขา แต่หน้าที่หลักคือต้องรักษาความดันอากาศและลดความเสี่ยงของความเสียหายรุนแรงที่ควรเกิดขึ้น ภาคที่สามของซีรีส์นี้เกี่ยวข้องกับการออกแบบพื้นฐานของฐานจันทรคติที่เป็นไปได้ซึ่งปรับพื้นที่ให้เหมาะสมใช้ประโยชน์สูงสุดจากวัสดุที่ขุดได้ในท้องถิ่นและให้การปกป้องจากภัยคุกคามอย่างต่อเนื่องของ micrometeorites ...
“ การสร้างฐานดวงจันทร์” อ้างอิงจากการวิจัยของ Haym Benaroya และ Leonhard Bernold (“วิศวกรรมฐานดวงจันทร์“)
ปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อการออกแบบโครงสร้างของที่อยู่อาศัยบนดวงจันทร์คือ:
- แรงดึงดูดของโลกหนึ่งในหก
- ความกดอากาศสูงภายใน (เพื่อรักษาบรรยากาศที่มนุษย์ระบายอากาศได้)
- ป้องกันรังสี (จากดวงอาทิตย์และรังสีคอสมิกอื่น ๆ )
- การป้องกัน Micrometeorite
- ผลกระทบสูญญากาศอย่างหนักต่อวัสดุก่อสร้าง (เช่นการปล่อยแก๊สออก)
- การปนเปื้อนฝุ่นบนดวงจันทร์
- การไล่ระดับอุณหภูมิที่รุนแรง
นอกเหนือจากการจัดการกับปัญหาเหล่านี้แล้วโครงสร้างของดวงจันทร์จะต้องดูแลรักษาง่ายราคาไม่แพงง่ายต่อการสร้างและเข้ากันได้กับที่อยู่อาศัย / โมดูล / ยานพาหนะอื่น ๆ ของดวงจันทร์ เพื่อให้เกิดการก่อสร้างที่ไม่แพงจำเป็นต้องใช้วัสดุในท้องถิ่นให้ได้มากที่สุด วัตถุดิบสำหรับการก่อสร้างที่ราคาไม่แพงอาจเป็นปริมาณ regolith มากมายที่สามารถเข้าถึงได้บนพื้นผิวดวงจันทร์
เมื่อปรากฎว่าดวงจันทร์ regolith มีคุณสมบัติที่มีประโยชน์มากมายสำหรับการก่อสร้างบนดวงจันทร์ เพื่อเสริมดวงจันทร์คอนกรีต (ตามที่แนะนำไว้ก่อนหน้านี้ใน ส่วนที่ 2) โครงสร้างอาคารพื้นฐานอาจเกิดขึ้นจากการหล่อแบบหล่อ นักแสดงจะคล้ายกับหินบะซอลต์ภาคพื้นดินมาก สร้างขึ้นโดยการละลาย regolith ในแม่พิมพ์และปล่อยให้เย็นลงอย่างช้าๆจะทำให้โครงสร้างผลึกเกิดขึ้นส่งผลให้เกิดแรงอัดสูงและแรงดึงในระดับปานกลาง สูญญากาศสูงบนดวงจันทร์จะช่วยปรับปรุงกระบวนการผลิตของวัสดุอย่างมาก เรายังมีประสบการณ์บนโลกในการสร้างหินบะซอลต์ด้วยดังนั้นนี่ไม่ใช่วิธีการใหม่และยังไม่ผ่านการทดสอบ รูปร่างพื้นฐานของที่อยู่อาศัยสามารถผลิตขึ้นได้ด้วยการเตรียมวัตถุดิบเล็กน้อย องค์ประกอบเช่นคานคอลัมน์แผ่นพื้นเปลือกส่วนโค้งบล็อกและกระบอกสูบสามารถประดิษฐ์ได้องค์ประกอบแต่ละชิ้นมีกำลังอัดและแรงดึงของคอนกรีตสิบเท่า
มีข้อดีหลายประการในการใช้การลงทะเบียนแบบคาสต์ ในขั้นต้นจะมีความเหนียวและทนทานต่อการสึกกร่อนจากฝุ่นบนดวงจันทร์ มันอาจเป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการปูพื้นที่ปล่อยจรวดดวงจันทร์และสร้างแผ่นป้องกันเศษซากโดยรอบแผ่นรองลงจอด นอกจากนี้ยังสามารถสร้างเกราะป้องกันที่เหมาะสำหรับ micrometeorites และรังสี
ตกลงตอนนี้เรามีวัสดุก่อสร้างพื้นฐานจากวัสดุในท้องถิ่นซึ่งต้องมีการเตรียมการขั้นต่ำ ไม่ยากเกินกว่าที่จะจินตนาการได้ว่ากระบวนการของการสร้างตัวละครที่สร้างขึ้นอาจเป็นแบบอัตโนมัติ ก่อนที่มนุษย์จะวางเท้าบนดวงจันทร์เปลือกหอยที่อยู่อาศัยที่มีแรงดันอาจถูกสร้างขึ้นเพื่อรออาชีพ
แต่ที่อยู่อาศัยควรใหญ่ขนาดไหน? นี่เป็นคำถามที่ยากมากที่จะตอบ แต่ผลที่สุดคือหากที่อยู่อาศัยของดวงจันทร์ใด ๆ ถูกครอบครองเป็นเวลานานมันจะต้องสบายใจ ในความเป็นจริงมีแนวทางของนาซ่าระบุว่าสำหรับภารกิจนานกว่าสี่เดือน ขั้นต่ำ ปริมาตรที่ต้องการโดยแต่ละคนควรมีอย่างน้อย 20m3 (จากการรวมระบบของนาซาแมน
มาตรฐาน NASA STD3000 ในกรณีที่คุณสงสัย) เปรียบเทียบความต้องการของที่อยู่อาศัยระยะยาวบนดวงจันทร์กับภารกิจราศีเมถุนระยะสั้นในช่วงกลางปี 1960 (ภาพ) ปริมาตรที่น่าอยู่ต่อลูกเรือในราศีเมถุนคือ 0.57m ที่แสนสบาย3…โชคดีที่การจลาจลในยุคแรก ๆ เข้ามาในอวกาศนั้นสั้น แม้จะมีกฎระเบียบของนาซาปริมาณที่แนะนำต่อลูกเรือคือ 120m3ประมาณเดียวกับที่อยู่อาศัยในสถานีอวกาศนานาชาติ จะต้องใช้พื้นที่ที่คล้ายกันในที่อยู่อาศัยในอนาคตบนดวงจันทร์เพื่อสุขภาพที่ดีและความสำเร็จของภารกิจ
จากแนวทางเหล่านี้นักออกแบบที่อยู่อาศัยสามารถทำงานเกี่ยวกับวิธีที่ดีที่สุดในการสร้างปริมาณการใช้ชีวิตนี้ เห็นได้ชัดว่าต้องมีการปรับพื้นที่พื้นความสูงของที่อยู่อาศัยและฟังก์ชันการทำงานรวมถึงพื้นที่สำหรับอุปกรณ์การช่วยชีวิตและการเก็บรักษาจะต้องคำนึงถึงในการออกแบบที่อยู่อาศัยขั้นพื้นฐานโดย F. Ruess, J. Schänzlinและ H. Benaroya จากสิ่งพิมพ์ชื่อ“การออกแบบโครงสร้างที่อยู่อาศัยของดวงจันทร์” (วารสารวิศวกรรมการบินและอวกาศ 2006) รูปทรงครึ่งวงกลม“ พิจารณา”ภาพ).
รูปร่างของซุ้มรับน้ำหนักเป็นพันธมิตรที่ใกล้ชิดสำหรับวิศวกรโครงสร้างและคาดว่าส่วนโค้งจะเป็นองค์ประกอบสำคัญสำหรับการออกแบบที่อยู่อาศัยเนื่องจากความเค้นเชิงโครงสร้างสามารถกระจายได้อย่างเท่าเทียมกัน แน่นอนว่าการตัดสินใจทางสถาปัตยกรรมเช่นความมั่นคงของวัสดุพื้นฐานและมุมเอียงจะต้องทำในขณะที่สร้างฐานรากที่อยู่อาศัย แต่การออกแบบนี้คาดว่าจะแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการก่อสร้างทางจันทรคติหลายประการ
ความเครียดที่ใหญ่ที่สุดในการออกแบบ "โรงเก็บเครื่องบิน" จะมาจากแรงกดดันภายในที่แสดงออกภายนอกและไม่ใช่แรงโน้มถ่วงที่ลงมา เนื่องจากการตกแต่งภายในที่อยู่อาศัยจะต้องจัดขึ้นที่แรงกดดันจากพื้นโลกการไล่ระดับความกดดันจากภายในสู่สูญญากาศของภายนอกจะทำให้เกิดความเครียดอย่างมากต่อการก่อสร้าง ที่นี่คือส่วนโค้งของโรงเก็บเครื่องบินที่มีความสำคัญไม่มีมุมและดังนั้นจึงไม่มีจุดอ่อนที่สามารถลดความสมบูรณ์
มีการพิจารณาปัจจัยอีกหลายประการที่เกี่ยวข้องกับการคำนวณความเครียดและความเครียดที่ซับซ้อน แต่คำอธิบายข้างต้นให้รสชาติแก่สิ่งที่วิศวกรโครงสร้างต้องพิจารณา ด้วยการสร้างที่อยู่อาศัยที่มีความแข็งจากการโยนบล็อกทำให้สามารถสร้างหน่วยการสร้างที่มีเสถียรภาพได้ สำหรับการป้องกันเพิ่มเติมจากรังสีดวงอาทิตย์และ micrometeorites ที่อยู่อาศัยโค้งเหล่านี้สามารถสร้างได้แบบเชื่อมต่อกัน เมื่อชุดของห้องถูกสร้างขึ้น regolith หลวมสามารถวางบน ความหนาของตัวหล่อจะถูกปรับให้เหมาะสมเพื่อให้ความหนาแน่นของวัสดุที่ประดิษฐ์สามารถป้องกันได้เป็นพิเศษ บางทีแผ่นหินขนาดใหญ่ที่หล่อได้อาจวางอยู่ด้านบน
เมื่อโมดูลที่อยู่อาศัยพื้นฐานถูกสร้างขึ้นเค้าโครงของการตั้งถิ่นฐานสามารถเริ่มต้นได้ "การวางผังเมือง" ทางจันทรคติจะเป็นงานที่ซับซ้อนและต้องพิจารณาการกำหนดค่าโมดูลหลายอย่าง การกำหนดค่าโมดูลหลักห้าแบบถูกเน้นด้วย: Linear, Courtyard, Radial, Branching และ Cluster
โครงสร้างพื้นฐานของการชำระทางจันทรคติในอนาคตขึ้นอยู่กับหลายปัจจัยอย่างไรก็ตามและจะดำเนินต่อไปในงวดถัดไป
- การสร้างฐานดวงจันทร์: ส่วนที่ 1 - ความท้าทายและอันตราย
- การสร้างฐานดวงจันทร์: ส่วนที่ 2 - แนวคิดที่อยู่อาศัย
- การสร้างฐานดวงจันทร์: ส่วนที่ 3 - การออกแบบโครงสร้าง
- สร้างฐานดวงจันทร์: ส่วนที่ 4 - โครงสร้างพื้นฐานและการขนส่ง
“ การสร้างฐานดวงจันทร์” อ้างอิงจากการวิจัยของ Haym Benaroya และ Leonhard Bernold (“วิศวกรรมฐานดวงจันทร์“)
บทความจากผลงานตีพิมพ์โดย Haym Benaroya และ Leonhard Bernold: "วิศวกรรมฐานดวงจันทร์"
