Спросить
Войти

Принципы формирования cреды обитания на основе модульной структуры на Луне

Автор: Венгловская Елена Николаевна

С наступлением эпохи роботизированного производства возникли варианты применения только одного устройства, которое смогло бы создавать сами принтеры, добывая и используя материалы на месте строительства. Тогда создание инопланетных колоний станет не только бюджетным, но и простым и безопасным.

Чем больше увеличивается вычислительная мощность компьютеров, открываются новые материалы, создаются новые производственные машины, тем более экзотическими, но в то же время реальными становятся проекты космических станций и все большую часть в их разработке занимают архитектурные решения. Эти исследования будут приносить пользу не только в будущем в этой сфере архитектуры и строительства, но они уже приносят ее сейчас, обогащая проектный опыт.

Список цитируемой литературы:

1. Архитектурный конкурс Marsception 2018 / Volume zero competitions: [сайт]: URL: https://competition.volzero.com/ competitions/result/5 (дата обращения: 01.11.2019). - Текст: электронный.
2. Лунные базы. Рестроспектива-1 / Astrotek.ru: [сайт]. - URL: http://astrotek.ru/lunnye-bazy-restrospektiva-1/ (дата обращения: 01.11.2019). - Текст: электронный.
3. Проекты лунных баз: вчера и сегодня. - Опубликовано 14 сентября 2015 / Хабр: [сайт]: URL: https://habr.com/ru/ post/384095/ (дата обращения: 10.11.2019). - Изображения. Текст: электронные.
4. Hauplik-Meusburger S. Architecture for Astronauts / Sandra Hauplik-Meusburger. - Wien: Springer-Verlag, 2011. - ISBN 978-3709106662.
5. Hauplik-Meusburger S. Space Architecture Education for Engineers and Architects / Sandra Hauplik-Meusburger, Olga Ban-nova. - Wien: Springer International Publishing, 2016. - ISBN 978-3319192789.
6. Lynch P 9 Visions for Lunar Colonies Selected as Winners in Moon-topia Competition / Patrick Lynch // ArchDaily: [website]: URL: https://www.archdaily.com/803985/9-visions-for-lunar-colonies-selected-as-winners-in-moontopia-competition (date of access: 29.10.2019). - Text: electronic.
7. Mars Ice House. - Изображение (движущееся; двухмерное) электронное // marsicehouse.com: [сайт]. - URL: http://www. marsicehouse.com/ (дата обращения: 29.10.2019).

Е.Н. Венгловская DOI: 10.24411/9999-034A-2020-10120

E.N. Venglovskaya

Принципы формирования cреды обитания на основе модульной структуры на Луне Principles of formation of a habitat based on a modular structure on the Moon

Аннотация: Формирование среды обитания на Луне - проект, над которым работают ученые многие годы и который пока не реализован Проектирование и строительство объектов необходимо для добычи редкоземельных металлов, которые возможно использовать на Земле. Сформировано экспериментальное предложение реализации строительства среды обитания, состоящее из четырех этапов, в результате которых были выявлены пять принципов проектирования и строительства на Луне в экстремальных условиях.

Abstract: Habitat formation on the Moon has not been realized. Design and construction are necessary for the extraction of rare earth metals that can be used on Earth. An experimental proposal for the implementation of habitat construction consisting of four stages has been formed. As a result, five principles of design and construction on the Moon in extreme conditions were identified.

Формирование архитектурных объектов на поверхности Луны имеет большое значение для многих сфер науки, в том числе и для военной. Сотрудничество архитекторов, инженеров, военных и государства необходимо для ее дальнейшего развития [6, с. 107].

Экстремальные условия, такие как отсутствие кислорода, метеоритная опасность, радиация, создают значительные трудности в освоении лунной поверхности.

Воду предположительно возможно получить двумя способами: первый способ - плавление льда, который находится на Луне [3, с. 77], второй - перехватывание в космосе микрокомет и последующее их плавление [2, с. 39].

Космический мусор - еще одна проблема строительства лунного поселения. По этой причине строительство должно быть рассчитано на безотходное производство и отсутствие демонтажных работ [5, с. 57].

Реализация проекта лунного поселения откладывается по многим экономическим причинам. Спустя шестьдесят лет работа над этим проектом возобновлена, и его реализация, по мнению специалистов, произойдет в ближайшем будущем [1, с. 51]. Этапы проектирования и реализации подразумевают совместную работу специалистов различных профилей - архитекторов, астрофизиков, специалистов конструкторских бюро и институтов, занятых в космической сфере.

Использование в строительстве природных материалов Луны, таких как базальт и реголит, до конца не исследовано, однако можно предположить, что это наиболее оптимальное решение, поскольку данные материалы обладают высокими строительными характеристиками и, кроме того, отпадает необходимость в дорогостоящей доставке грузов на Луну. Также возможно использоваПрактика

455

ние лунного грунта методом плавления и получение строительных блоков с помощью спекания.

Строительство среды обитания на Луне можно разделить на четыре основных этапа:

I этап строительства архитектурных объектов на Луне - доставка необходимой техники для строительства стен лунного поселения первого модуля среды обитания;

II этап - доставка и монтаж готовых инженерных и жилых модулей заводского типа, монтаж перекрытия первого модуля среды обитания;

III этап - строительство стен лунного города второго и последующих модулей среды обитания с помощью доставленной техники;

IV этап - доставка специализированной техники для подземного строительства среды обитания и строительство подземного лунного города.

На первом этапе необходимо реализовать с помощью ракеты «Союз-2» доставку 3D принтера, техники соскребания и манипулятора для перемещения грузов. С помощью данной техники возможно осуществить строительство космодрома и строительство стен высотой в один уровень.

На втором этапе с помощью ракеты «Союз-2» организуется доставка готовых заводских модулей Барми-на затем с помощью манипулятора осуществляется их монтаж и с помощью 3D принтера - монтаж перекрытия [8, с. 110].

На третьем этапе предполагается вертикальное и горизонтальное развитие лунного города методом наплав-ления реголита [4, с. 80].

На четвертом этапе предполагается развитие подземного строительства с помощью современной строительной техники, а также инженерных технологий поставки кислорода и воды.

Объекты на Луне можно разделить на два вида - инженерные и архитектурные.

Архитектурные объекты в свою очередь разделяются на два типа: готовый модуль заводского типа и объект, построенный по архитектурному проекту роботизированной инженерной техникой [7, с. 35].

Первый тип архитектурного объекта - модуль Бар-мина, привезенный в готовом виде на Луну. Таких модулей может быть множество, соединение между ними возможно через тамбуры или люки.

Второй тип архитектурного объекта - это построенный роботами методом наплавления реголита объект по проекту.

Инженерная техника, с помощью которой возможна реализация строительства, играет огромную роль и нуждается в детальной разработке и тестировании.

В архитектурном объекте второго типа необходимо обеспечить человека кислородом; также следует спроектировать инженерный блок, который будет осу1 Модуль Бармина - инженерный модуль, готовый к проживанию, разработанный в 1960 г. В.П. Барминым. Проект проходил под обозначением «ДЛБ» («Долговременная лунная база»), в королёвском ОКБ-1 его называли «Звезда», в военно-промышленной комиссии - «Колумб».

ществлять подачу кислорода и воды в готовые модули Бармина. Привычный для человека солнечный свет возможно направить с помощью методов проецирования в жилой модуль.

Параметры этого объекта в настоящее время находятся на стадии разработки. Его назначение - стать базой для исследований и работы людей на Луне, поэтому необходимо создать безопасные условия жизнедеятельности и труда. Для того чтобы защитить людей от радиации, толщина стен должна быть не менее трех метров, высота не менее шести метров.

Экспериментальный проект данного модуля первого этапа возможно реализовать на базе прямоугольника или шестигранника. Параметры стен кратны шести метрам.

Первый этап в свою очередь разделяется на три дополнительных этапа (шага).

Первый этап, как уже говорилось выше, состоит из строительства первого жилого модуля методом плавления лунного грунта, доставки и размещения готовых модулей заводского типа.

Шаг один заключается в доставке ракетой «Союз-2» 3Б принтера 2 и техники соскребания. (Предположительно необходимо соскребание грунта от десяти см до одного метра.)

С помощью техники соскребания выравнивается квадратная площадка 100x100 метров для будущей посадки ракет. Из полученной лунной пыли с помощью ЗБ принтера со скоростью плавления десять грамм в секунду производится плавление строительных блоков. Количество 3Б принтеров и техники соскребания рассчитывается дополнительно, но от их количества зависит скорость строительства.

Шаг два - доставка ракетой «Союз-2» готовых модулей Бармина заводского типа. С помощью манипулятора модули размещаются в построенные стены.

Шаг три состоит из монтажа перекрытия, которое появляется после размещения готовых модулей внутри построенных стен. Модули имеют значительные габариты, по этой причине перекрытие монтируется на этапе завершения поставки инженерного оборудования и готовых модулей.

Второй этап также возможно разделить на дополнительные этапы (шаги).

Второй этап шаг один состоит в увеличении площади общей застройки и строительстве стен с помощью 3Б принтера.

Шаг два заключается в дополнительной доставке ракетой «Союз-2» готовых модулей Бармина заводского типа, которые с помощью манипулятора размещаются в построенные стены. Система готовых модулей может существовать без изменений в дальнейшем или их количество может быть уменьшено.

Впоследствии пространство будет организовано без модулей Бармина, другим более привычным нам спо2 3Б принтер - это инженерная техника, которая методом спекания из реголита производит монолитную поверхность.

собом, когда инженерные технологии позволят обеспечить бесперебойную поставку кислорода и отведение углекислого газа.

Второй этап шаг три состоит из монтажа перекрытия дополнительных стен, который также осуществляется с помощью 3D принтера.

Третий этап представляет собой создание города на Луне, состоящего из надземного уровня. Данный этап предполагает создание высокотехнологичной среды обитания (подобной среде, существующей на Земле) с использованием летающей роботизированной техники (высотность зданий предполагается в один километр).

Четвертый этап представляет собой высокотехнологичный способ подземного строительства с использованием новой техники, позволяющей использование подземного уровня длиной несколько километров.

Архитектурный объект на Луне - сложное инженерное сооружение, в котором возможно организовать перемещение предметов и людей для полноценной жизнедеятельности и работы.

Строительство первого типа можно сравнить с возведением модульного строительного городка, состоящего из однотипных модулей и строящегося по типу конструктора. Данный тип архитектурного объекта является временным, но с возможностью перспективного развития без демонтажных работ.

Строительство второго типа можно сравнить с полноценным капитальным строительством; объекты не имеют ограничений по высоте, ширине и длине. Данный тип архитектурного объекта возможно реализовать с помощью роботизированной техники.

В строительстве каждого из типов предполагается задействовать множество предварительных, подготовительных этапов (например, использование надувных, тентовых конструкций для различных целей).

Предложены принципы формирования двух типов архитектурных объектов на Луне для четырех этапов развития среды обитания:

I принцип - надземное строительство. Данный принцип выявлен по причине отсутствия технической возможности использовать подземное пространство Луны.

II принцип - безопасная жизнедеятельность. Данный принцип основан на том, что необходимо в первую очередь обеспечить безопасность человека и защитить его от экстремальных условий среды, таких как радиация, отсутствие кислорода и метеоритная опасность.

III принцип - модульность. Данный принцип основан на использовании однотипных параметров высоты, длины и ширины для создания многоуровневого архитектурного объекта.

IV принцип - рекреационность. Необходимо применять безопасные для человека и среды строительные материалы, а также обеспечить зелеными насаждениями проектируемый архитектурный объект.

V принцип - подземное строительство. Данный принцип основан на использовании совершенной бурильной инженерной техники, обеспечивающей возможность строить подземные современные сооружения внутри планеты.

Таким образом, создание среды обитания на Луне -это плановый этап развития возможностей человека, а именно его нахождение в космической экстремальной среде.

Первый и второй этапы в их детальной разработке при проектировании и строительстве целесообразно реализовать с помощью пяти выявленных принципов.

Список цитируемой литературы:

1. Багров А.В. Когда мы полетим к звездам? / А.В. Багров. - Текст: электронный // Воздушно-космическая сфера / Aerospace Sphere Journal. - 2019. - №2(99). - С. 50-5. - URL: https://www. vesvks.ru/vks/article/kogda-my-poletim-k-zvezdam-16428 (дата обращения: 23.04.2020).
2. Багров А.В. Обеспечение космических поселений водой путем перехвата в космосе микрокомет / А.В. Багров, М.И. Кислицкий. - Текст: электронный // Метеориты, астероиды, кометы: Материалы III Международной конференции и школы молодых ученых «Чебаркуль 2015». - Челябинск: TETA, 2015. - С. 38-41. - URL: https://www.researchgate.net/ publication/286167346_Obespecenie_kosmiceskih_poselenij_ vodoj_putem_perehvata_v_kosmose_mikrokomet (дата обращения: 23.04.2020).
3. Багров А.В. Промышленная заготовка водяного льда в космосе / А.В. Багров, В.А. Леонов, М.И. Кислицкий. - Текст: электронный // Воздушно-космическая сфера / Aerospace Sphere Journal. - 2019. - №1(98). - С. 76-81. - URL: https://www.vesvks. ru/public/wysiwyg/files/VKS-1(98)-2019-zam_compressed-76-81. pdf (дата обращения: 23.04.2020).
4. Багров А.В. Создание космодрома на Луне методом наплав-ления реголита на монолитную поверхность / А.В. Багров,

B.А. Леонов. - Текст: электронный // Воздушно-космическая сфера /Aerospace Sphere Journal. - 2018. - №4(97). - С.79-83. -URL: https://www.vesvks.ru/public/wysiwyg/files/BKC-4(97)2018-compressed-78-83.pdf (дата обращения: 23.04.2020).

5. Дмитрюк С.В. Космический мусор. Фундаментальные и практические аспекты угрозы / С.В. Дмитрюк. - Текст: электронный // Воздушно-космическая сфера / Aerospace Sphere Journal. - 2019. - №2(100). - С. 56-59. - URL: https:// www.vesvks.ru/vks/article/kosmicheskiy-musor-fundamentalnye-i-prakticheskie--16429 (дата обращения: 23.04.2020).
6. Лузан А.Г. Военная наука: реальность, мифы и перспективы / А.Г. Лузан. - Текст: электронный // Воздушно-космическая сфера / Aerospace Sphere Journal. - 2020. - №1(102). - С. 106117. - URL:https://www.vesvks.ru/vks/article/voennaya-nauka-realnost-mify-i-perspektivy-16552 (дата обращения: 23.04.2020).
7. Майборода А.О. Долговременная лунная база с искусственной гравитацией и минимальной массой конструкции / А.О. Майборода. - Текст: электронный // Воздушно-космическая сфера / Aerospace Sphere Journal. - 2019. - №3(100). - С.34-36. - URL: https://www.ashurbeyli.ru/public/flipboard/ vks20193/#page=44 (дата обращения: 23.04.2020).
8. Мержанов А.И. Лунная база «Барминград». Проект, опередивший время / А.И. Мержанов // Воздушно-космическая сфера / Aerospace Sphere Journal. - 2018. - №2(95). C. 109-117. - URL: https://www.vesvks.ru/public/wysiwyg/files/14-Merzhanov-108-117.pdf (дата обращения: 23.04.2020).
этапы проектирования на Луне строительство на Луне модульные здания на Луне среда оби- тания на Луне строительный 3d-принтер design stages on the moon construction on the moon modular buildings on the moon habitat on the moon and a building 3d printer
Другие работы в данной теме:
Контакты
Обратная связь
support@uchimsya.com
Учимся
Общая информация
Разделы
Тесты