Autarkie

In einem anderen Thread wurde heute die Behauptung in die Luft geworfen, man hätte im Rahmen des Constellation-Programms innerhalb weniger Jahre eine (fast) autarke Mondbasis bauen können. Stimmt diese Annahme?

Nein.

Das nenne ich doch mal eine klare Antwort! 

Ich sehe das anders, eine Station auf dem Mond lässt sich deutlich leichter Autark machen als eine im LEO. Warum? Weil man bei einer Mondstation keine 100% Wiederaufbereitung braucht, sondern fehlendes aus der Umgebung ersetzten kann. Bei der ISS hingegen muss jeder Tropfen Wasser der aus der Wiederaufbereitung entweicht aufwendig von der Erde ersetzt werden. Und wenn man Wasser und Energie (dafür gibt es Solarpanels) hat kann man per Elektrolyse Sauerstoff herstellen, sodass man auch keine 100% Luftwiederaufbereitung braucht. Das einzige was dann noch zur Autarkie fehlt, sind Gewächshäuser. Und derartiges ist auf dem Mond einfacher als im LEO, denn im LEO würde dadurch der Luftwiederstand und damit die Anzahl der nötigen Rebosts (für mich der ultimative Grund, warum es im LEO niemals autarke Stationen geben kann) erhöhen. Auf dem Mond dagegen spielen die Außmasse dagegenm keine Rolle, und es reicht etwas (na gut:viel) Luftdichte Folie und etwas (na gut: viel) Erde um Gewächshäuser der nötigen Größe zu bauen.

Mit dem Komparativ muss man vorsichtig sein. Sicherlich ist es leichter, eine auf (oder im) Mondboden stehende Basis autark zu machen als eine kreisende Orbitalstruktur. Das heißt aber nicht notwendigerweise, dass es auch schon wirklich leicht wäre, eine solche Basis zu bauen. Ein Punkt, der dagegen spricht, ist natürlich der Transportaufwand, der die Sache unglaublich teuer machen würde - die Mondoberfläche ist als Ziel nun wirklich nicht mit dem niedrigen Erdorbit zu vergleichen. Dabei würden deine so leichtfertig ausgesprochenen "na guts" bereits ein vermutlich nicht zu überwindendes Hindernis darstellen.

Aber von mir aus, vernachlässigen wir diese fürs erste. Dann bleibt immer noch die Frage, wie du ein Gewächshaus auf dem Mond betreiben willst mit nicht viel mehr als einer dünnen Folie? Wie willst du die Pflanzen gegen die UV- und kosmische Strahlung abschirmen? Was tust du gegen Meteoroiden? Selbst der durch die Triebwerke der Lander aufgewirbelte Staub könnte sich mit der Kraft eines Sandstrahlgebläses durch deine Folie fressen.

Fällt jemandem direkt noch etwas ein, das unsere heutige Technik nicht so ohne weiteres lösen könnte?

Aber von mir aus, vernachlässigen wir diese fürs erste. Dann bleibt immer noch die Frage, wie du ein Gewächshaus auf dem Mond betreiben willst mit nicht viel mehr als einer dünnen Folie? Wie willst du die Pflanzen gegen die UV- und kosmische Strahlung abschirmen? Was tust du gegen Meteoroiden? Selbst der durch die Triebwerke der Lander aufgewirbelte Staub könnte sich mit der Kraft eines Sandstrahlgebläses durch deine Folie fressen.

Die Strahlungsabschirmung könnte so funktionieren, das die Folie nur unschädliche Wellenlängen durchläßt und denn Rest reflektiert. Natürlich sollte man die Lander nicht direkt neben den Gewächshäusern landen, aber um Meteoriden mache ich mir weniger sorgen. Entweder sind die so groß das die das ganze Gewächshaus vernichten oder so klein, das sie nur ein kleines Loch rein machen. Bei den kleinen kann man die Löcher dann mit etwas Klebeband abdichten, wenn das Gewächshaus zerstört wird, bläßt man eine neue Folie auf, transportiert die Erde um und weint um die verlorene Ernte eines Gewächshauses. aber trotzdem kein Weltuntergang.(natürlich unter der Voraussetzung, das dieses eine Gewächshaus nicht das einzige ist.)

Hat denn schon irgendjemand ein schlüssiges Konzept, wo man das Wasser herholt und wie man es nutzbar macht? Man weiß das es welches gibt, aber wie man dieses fördern soll, da hat noch keiner was zugesagt(oder ich hab das nicht mitgekriegt )
mfg websquid

Hat denn schon irgendjemand ein schlüssiges Konzept, wo man das Wasser herholt und wie man es nutzbar macht? Man weiß das es welches gibt, aber wie man dieses fördern soll, da hat noch keiner was zugesagt(oder ich hab das nicht mitgekriegt )
mfg websquid

Lies doch mal ein bischen hier dazu

https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=4667.0

Wie willst du die Pflanzen gegen die UV- und kosmische Strahlung abschirmen? Was tust du gegen Meteoroiden? Selbst der durch die Triebwerke der Lander aufgewirbelte Staub könnte sich mit der Kraft eines Sandstrahlgebläses durch deine Folie fressen.

Wie wäre es mit Glas/Plasikverbund wie bei einer Kugelsicheren Scheibe?

Glasrohstoff (Silizium) gibt es nun wirklich genug am Mond...

Die Strahlungsabschirmung könnte so funktionieren, das die Folie nur unschädliche Wellenlängen durchläßt und denn Rest reflektiert.

Technisch gibt es das schon heute in der Sonnenbrille...

aber um Meteoriden mache ich mir weniger sorgen

Da mache ich mir gar keine Sorgen denn Meteoriden heißen sie nur, wenn sie nicht einschlagen. Gefährlich sind Meteorite...

Bei den kleinen kann man die Löcher dann mit etwas Klebeband abdichten,

Zubrin hat einmal ausgerechnet, dass eine entsprechend große Kuppel 1-3 Wochen brauchen würde, um vollständig bei einem kleinerem Loch auszulaufen... Da könnte man sogar im Gewächshaus schlafen und am nächsten Tag reparieren

Fällt jemandem direkt noch etwas ein, das unsere heutige Technik nicht so ohne weiteres lösen könnte?

Nein (aber ich bin da Optimist)

Hat denn schon irgendjemand ein schlüssiges Konzept, wo man das Wasser herholt und wie man es nutzbar macht?

Wie sich herausgestellt hat, gibt es Wasser überall am Mond im Gestein. Es wird ständig vom Sonnenwind erzeugt und auch wieder verblasen...

Im Prinzip würde es genügen, Regolith zu erhitzen, dann würde Wasserdampf aufsteigen.
Man könnte auch einen (oder besser: viele) Rover damit beauftragen, Eis aus Kratern zu holen, das wäre quantitativ besser zu erhalten mit weniger mSuche, dafür muss man in Kratern herumgurken ...

Tatsächlich - den Thread hatte ich erstmal übersehen. Da scheint es ja doch nicht so schlecht auszusehen, wie ich erst dachte. Nur wird man auf absehbare Zeit wohl nichts davon brauchen
mfg websquid

Die Strahlungsabschirmung könnte so funktionieren, das die Folie nur unschädliche Wellenlängen durchläßt und denn Rest reflektiert. Natürlich sollte man die Lander nicht direkt neben den Gewächshäusern landen, aber um Meteoriden mache ich mir weniger sorgen. Entweder sind die so groß das die das ganze Gewächshaus vernichten oder so klein, das sie nur ein kleines Loch rein machen. Bei den kleinen kann man die Löcher dann mit etwas Klebeband abdichten, wenn das Gewächshaus zerstört wird, bläßt man eine neue Folie auf, transportiert die Erde um und weint um die verlorene Ernte eines Gewächshauses. aber trotzdem kein Weltuntergang.(natürlich unter der Voraussetzung, das dieses eine Gewächshaus nicht das einzige ist.)

Besser wäre mehr als ein Treibhaus, aber das wird dann natürlich auch doppelt oder dreifach so teuer.

Diese Wunderfolie möchte ich aber sehen! Die Astronauten hatten ihre Druckanzüge und die Überanzüge, am Helm eine Sonnenblende, die tatsächlich gut war, dass man sie später für Sonnenbrillen verwendet hat, und trotzdem haben sie selbst bei geschlossenen Augenlidern Lichtblitze gesehen. Was glaubt ihr wohl, was diese harte energiereiche Strahlung mit den floralen Bewohnern eures Gewächshauses anstellen würde?

Was den Sandstrahleffekt der Triebwerke angeht, so hat mal jemand berechnet, dass der wegen der fehlenden Atmosphäre noch über Kilometer fast ungebremst auftrifft. Noch so ein Problem, mit dem eine Basis fertig werden müsste.

(Und bevor einer auf die Idee kommt - Astronomen wollen nicht mehr auf den Mond, weil sie für ihre Teleskope die relative Staubfreiheit des Weltalls vorziehen.)

Besser wäre mehr als ein Treibhaus, aber das wird dann natürlich auch doppelt oder dreifach so teuer.

Wer sagt den, das alle Gewächshäuser so groß sein muss, das es alleine die ganze Basis versorgen kann? Es könnten ja auch sagen wir mal 10 sein, die je ein 9tel des Bedarfs abdecken. Das Gewicht der Folie dürfte im Vergleich zum Gewicht der Erde (natürlich der in der die Pflanzen wachsen) vernächlässigbar sein.

Diese Wunderfolie möchte ich aber sehen! Die Astronauten hatten ihre Druckanzüge und die Überanzüge, am Helm eine Sonnenblende, die tatsächlich gut war, dass man sie später für Sonnenbrillen verwendet hat, und trotzdem haben sie selbst bei geschlossenen Augenlidern Lichtblitze gesehen. Was glaubt ihr wohl, was diese harte energiereiche Strahlung mit den floralen Bewohnern eures Gewächshauses anstellen würde?

Selektiv-transpareente Folien sind doch wahrhaftig keine Magie. Es dürfte wahrscheinlich relativ einfach sein, eine Folie zu entwickeln die Kosmische Strahlung (welche Wellenlänge hat die eigentlich?) reflektiert, sichtbares Licht aber durchlässt.

Was den Sandstrahleffekt der Triebwerke angeht, so hat mal jemand berechnet, dass der wegen der fehlenden Atmosphäre noch über Kilometer fast ungebremst auftrifft. Noch so ein Problem, mit dem eine Basis fertig werden müsste.

Man könnte ja ein paar Steine so legen, das sie halt nicht ungehindert in die Gewächshäuser prasseln.

(Und bevor einer auf die Idee kommt - Astronomen wollen nicht mehr auf den Mond, weil sie für ihre Teleskope die relative Staubfreiheit des Weltalls vorziehen.)

Radioteleskope brauchen aber keine Staubfreiheit. Dafür die Abschirmung des Mondes von dem menschgemachten Erdrauschen.
Außerdem kann man mit riesige Spiegel aus Flüssigkeiten gießen (hatten wir hier schon mal irgendwo), die man niemals in eine Rakete bekommen würde. Nur ein paar Beispiele.

Zitat von: Ruhri am 04. Februar 2010, 16:08:23

Was den Sandstrahleffekt der Triebwerke angeht, so hat mal jemand berechnet, dass der wegen der fehlenden Atmosphäre noch über Kilometer fast ungebremst auftrifft. Noch so ein Problem, mit dem eine Basis fertig werden müsste.

Man könnte ja ein paar Steine so legen, das sie halt nicht ungehindert in die Gewächshäuser prasseln.

In allen Konzepten die bisher zu sehen waren, war ein Erdwall um den Landeplatz aufgeschoben (deswegen u.a. das Schiebeschild am Mondauto) um den aufgewirbelten Staub richtung Basis abzufangen.

Selektiv-transpareente Folien sind doch wahrhaftig keine Magie. Es dürfte wahrscheinlich relativ einfach sein, eine Folie zu entwickeln die Kosmische Strahlung (welche Wellenlänge hat die eigentlich?) reflektiert, sichtbares Licht aber durchlässt.

Das dürfte eher extrem schwierig sein! Kosmische Strahlung ist Partikelstrahlung und hat also richtig viel Masse. Das schirmst du nicht mit einer dünnen Folie ab, sondern nur mit etlichen Metern Gestein, Beton oder Metall. Bei der harten Gamma- und Röntgenstrahlung bin ich mir auch nicht sicher, ob da eine Folie helfen würde.

Würde die Gewächshäuser eher unterirdisch machen und mit Parabolspiegeln und Linsen das Licht einfangen was über Spiegeln dann ins unterirdische Gewächshäuser weitergeleitet wird.

Falls es jemals autarke Stationen auf dem Mond geben sollte, werden sie vor allem eines sein, nämlich unbemannt.
Wie auch autarke Satelliten-Systeme im GEO werden sie dennoch eine begrenzte Lebensdauer haben.

Die Experimente auf der ISS zur Klima- und Wasseraufbereitung sind da sehr interessant.

Autarke Systeme (weiter) zu entwickeln, ist sicher ein lohnendes Gebiet. So gesehen wäre ein Robotmission zum Mond interessant, ebenso ISRU-Demos, was ich an dem neuen Nasa-Plan gut finde.

Die Experimente auf der ISS zur Klima- und Wasseraufbereitung sind da sehr interessant.

Naja, Experimente würde ich das nicht nennen. Klar ist das Lebenserhaltungssystem der ISS Neuland und das ist auch gut so, denn wo kann man besser Kinderkrankheiten (die ja auch auftreten) ausmerzen als an einem operationellem System unter Realbedingungen? Aber da das System ein wesentlicher Bestandteil des ISS-Betriebes ist, ohne den eine Crew gar nicht möglich wäre, ist es kein Experiment. Die Technik wird ja nicht erprobt, sondern genutzt.

Denkt an die lange Mondnacht, ca. 2 Wochen. Selbst an den Polen gibt es nur wenige Höhen, die fast durchgehen Sonnenlicht haben. Auch wenn man diese identifiziert hat, sind Bergspitzen nicht gerade so leicht zu erreichen, dass dort einfach eine Basis oder ein Gewächshaus entstehen kann.

Falls es jemals autarke Stationen auf dem Mond geben sollte, werden sie vor allem eines sein, nämlich unbemannt.
Wie auch autarke Satelliten-Systeme im GEO werden sie dennoch eine begrenzte Lebensdauer haben.

Das wäre zwar autark, aber keine Station, sondern ein Lander.

Das dürfte eher extrem schwierig sein! Kosmische Strahlung ist Partikelstrahlung und hat also richtig viel Masse. Das schirmst du nicht mit einer dünnen Folie ab, sondern nur mit etlichen Metern Gestein, Beton oder Metall. Bei der harten Gamma- und Röntgenstrahlung bin ich mir auch nicht sicher, ob da eine Folie helfen würde.

Na gut, dann bedecken wir die Folie eben mit Mondstaub ( Meter dick halte ich für Übertrieben... es geht ja nicht um die Astronauten, sondern nur um ihr Essen!) und beleuchten innen künstlich.

Denkt an die lange Mondnacht, ca. 2 Wochen. Selbst an den Polen gibt es nur wenige Höhen, die fast durchgehen Sonnenlicht haben. Auch wenn man diese identifiziert hat, sind Bergspitzen nicht gerade so leicht zu erreichen, dass dort einfach eine Basis oder ein Gewächshaus entstehen kann.

Wir platzieren dort die Solarpanels und leiten den Strom dann zur im Tal liegenden Basis. Damit wird diese dann versorgt und die Gewächshäuser beleuchtet.

Ach ja, und wie soll das Essen der Astronauten gedeihen, wenn es ständig mit ionisierender Strahlung beschossen wird, die die Zellstrukturen und sogar die DNA schädigt? Es muss doch erst einmal wachsen. Und aus dem Sonnenlicht Strom zu erzeugen und dann künstlich zu beleuchten, ist zumindest extrem ineffizient. Da wäre womöglich ein Strom an unbemannten Frachtmodulen immer noch die günstigere Variante. Nein, wir sind dafür technisch einfach noch nicht gerüstet - das ist die schlichte wie traurige Wahrheit.

Man müsste in solchen Gewächshäusern Arten anpflanzen, die extrem strahlenresistent sind. Die einzigen entsprechenden Arten, die mir einfallen, sind leider Bakterien: Deinococcus radiodurans (LD50 ca 10000gy, beim Menschen LD50 etwa 7gy) sowie die Gattung Chroococcidiopsis.

Damit kann man keine Menschen versorgen, wenn man aber weiß, wie diese Strahlenresistenz funktioniert, könnte man es mit Gentechnik versuchen. So würde man dann strahlenresistente Pflanzen erzeugen können - das ist aber SEHR hypothetisch.

Die realistischere Alternative sind wohl wirklich unterirdische Anlagen, die über Spiegel mit Licht versorgt werden.
mfg websquid

Ach ja, und wie soll das Essen der Astronauten gedeihen, wenn es ständig mit ionisierender Strahlung beschossen wird, die die Zellstrukturen und sogar die DNA schädigt? Es muss doch erst einmal wachsen.

Ich habe nicht gesagt "Kein Schutz". Ich habe mir das so vorgestellt wie bei den Wohnmodulen auf diesem Bild ( http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Lunar_base_concept_drawing_s78_23252.jpg ) was für Menschen ausreicht, reicht für Pflanzen allemal. Außerdem könnte man Partikelstrahlung mit künstlichen Magnetfeldern ablenken.

Und aus dem Sonnenlicht Strom zu erzeugen und dann künstlich zu beleuchten, ist zumindest extrem ineffizient. Da wäre womöglich ein Strom an unbemannten Frachtmodulen immer noch die günstigere Variante.

Nein, wäre es nicht, Die Frachttransporter müsste man immer wieder starten, Gewächshäuser müssten nur einmal errichtet werden und könnten dann praktisch ununterbrochen weiterlaufen. Außerdem braucht man für den Strom nur Solarpanels, die mehrheitlich aus Silizium bestehen, das auf dem Mond mehr als reichlich vorhanden ist.

Gewächshäuser eher unterirdisch machen und mit Parabolspiegeln und Linsen das Licht einfangen was über Spiegeln dann ins unterirdische Gewächshäuser weitergeleitet wird.

Wird dann nicht auch die Radioaktive Strahlung mit rein reflektiert? Oder nur wenig davon?

Zitat

Gewächshäuser eher unterirdisch machen und mit Parabolspiegeln und Linsen das Licht einfangen was über Spiegeln dann ins unterirdische Gewächshäuser weitergeleitet wird.

Wird dann nicht auch die Radioaktive Strahlung mit rein reflektiert? Oder nur wenig davon?

Wird sie nicht. Gespiegelt wird nur Licht - damit ist Partikelstrahlung schon mal außen vor. Außerdem können nur bestimmte Wellenlinien gespiegelt werden. Röntgen- oder Gammastrahlen würden so durch den Spiegel hindurchgehen, aber nicht reflektiert werden.
mfg websquid

Ich habe nicht gesagt "Kein Schutz". Ich habe mir das so vorgestellt wie bei den Wohnmodulen auf diesem Bild ( http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Lunar_base_concept_drawing_s78_23252.jpg ) was für Menschen ausreicht, reicht für Pflanzen allemal. Außerdem könnte man Partikelstrahlung mit künstlichen Magnetfeldern ablenken.

Ob das wohl funktionieren wird? Wie auch immer, embryonale Pflanzen (= Samen) dürften um einiges empfindlicher reagieren als ein erwachsener Mensch.

Nein, wäre es nicht, Die Frachttransporter müsste man immer wieder starten, Gewächshäuser müssten nur einmal errichtet werden und könnten dann praktisch ununterbrochen weiterlaufen. Außerdem braucht man für den Strom nur Solarpanels, die mehrheitlich aus Silizium bestehen, das auf dem Mond mehr als reichlich vorhanden ist.

Silizium ist nicht gleich Silizium - jedenfalls nicht, wenn man daraus Chips herstellen will. Auf der ganzen weiten Erde gibt es etwa heute nur zwei Siliziumlagerstätten, die es wirtschaftlich wert wären, abgebaut zu werden - in Kanada und in Deutschland. Und eine Chipfabrik auf dem Mond zu errichten, dürfte in etwa genau so teuer sein wie der Bau der eigentlichen Mondbasis. Also müssen alle Solarpanele eingeflogen werden.