Ist eine Mondbasis von Natur aus gefährlicher als eine Raumstation?

Das Leben im Weltraum ist ziemlich gefährlich, und die wunderbaren Menschen der ISS schweben um die Erde herum, wobei sie der Gefahr von Strahlung und Mikrometeoroiden ausgesetzt sind. Ich bin neugierig, ob sie sicherer sind, als wenn sie einfach auf einer Basis auf dem Mond wären. Es scheint mir, dass die gleichen Gefahren bestehen, aber mit der Mikrogravitation und den potenziellen Ressourcen auf dem Mond kann weitaus mehr getan werden.

Wenn es gefährlicher ist, wie viel mehr und auf welche Weise? Und wenn die Gefahr nicht so viel anders ist, warum tun es nicht die NASA/ESA/Russland?

Antworten (5)

Hier sind ein paar Gründe, wahrscheinlich nicht die einzigen:

  • Strahlung. Der Mond ist nicht durch das Erdmagnetfeld geschützt, also erhält er mehr Strahlung. Das ist auf Dauer nicht gut. Außerdem ist die Strahlungsabschirmung schwer. Aluminium geht einfach nicht. Die ISS wird von der Magnetosphäre geschützt, aber nicht von der Atmosphäre, sodass die Astronauten immer noch 1 Millisievert pro Tag abbekommen – 5x so viel Strahlung wie in Düsenflugzeugen und 365x so viel wie am Boden.
  • Wenn etwas schief geht, ist das Zuhause ganz schön weit weg. Die Apollo-Missionen brauchten einige Tage, um den Mond zu erreichen, und einige Tage, um zurückzukommen. Wenn auf der ISS etwas schief geht, können die Astronauten in eine Sojus-Kapsel steigen und in wenigen Stunden am Boden sein (sie ist nur ~300 km von der Erde entfernt).
  • Zusätzliche Schwierigkeit, auf dem Mond landen zu müssen. Einige Sonden sind bei dem Versuch abgestürzt (zB Luna 15 ). Es kann sein, dass die Technik inzwischen perfektioniert ist.
  • Jeden Monat zwei Wochen völlige Dunkelheit. Die ISS umkreist die Erde in etwas mehr als 90 Minuten, wechselt also sehr schnell zwischen Tag und Nacht. Dies ist bei keinem Objekt auf der Mondoberfläche der Fall. Infolgedessen ist Solarenergie wahrscheinlich unbrauchbar (dies war ein Problem für den Jade Rabbit-Rover), Sie müssten eine Form von Atomkraft verwenden, wie sie vom Curiosity MSL-Rover verwendet wird.
  • Giftiger Mondstaub. Es wurde in den Lungen von Apollo-Astronauten gefunden (denn die Art und Weise, wie sie nach einer EVA in ihren Lander stiegen, bestand darin, hineinzugehen, die Tür zu schließen, Druck zu setzen und ihre staubbedeckten Anzüge auszuziehen). Eine mögliche Lösung wäre eine Kombination aus Andockhafen und Raumanzug .
Oh, ich habe die 2 Wochen Dunkelheit vergessen! Die ISS wird also durch das Erdmagnetfeld geschützt? Ich war mir nicht sicher, wie gut ich geschützt war, weil ich einige Dinge über mögliche Sonnenstürme gelesen hatte, die ein Problem für die Menschen an Bord darstellen könnten.
@simontemplar Die ISS wird durch das Magnetfeld geschützt, aber nicht durch die Atmosphäre (die auch Dinge blockiert) - sie kreist in den oberen Schichten der Atmosphäre. Die Astronauten bekommen pro Tag so viel Strahlung ab wie die Menschen auf der Erde pro Jahr – dies führt zu einer verringerten Immunität, gelegentlich zu Dingen wie Katarakt. Passagiere in Düsenflugzeugen erhalten normalerweise 0,2 Millisievert Strahlung pro Tag (und sie verbringen nur 1 bis 20 Stunden im Flugzeug), was immer noch fünfmal weniger ist als auf der ISS. en.wikipedia.org/wiki/ISS#Radiation ... xkcd.com/903
Eine weitere Gefahr auf dem Mond ist der [Staub][1]. Es wurde in den Lungen der Apollo-Astronauten gefunden, aber ein [suitport][2] könnte das lösen. Staub könnte die faltbaren Solarzellen des chinesischen Rovers eingeklemmt haben [1]: universetoday.com/96208/the-moon-is-toxic [2]: en.wikipedia.org/wiki/Suitport
@LocalFluff fügt hinzu, danke
@professorfish Interessanterweise können Sonneneruptionen in ISS-Höhe die Strahlenbelastung der Besatzung tatsächlich verringern, da sie dazu führen, dass sich die in den Van-Allen-Gürteln eingeschlossenen Partikel in eine höhere Höhe bewegen. Immer noch keine Hilfe auf dem Mond.
Wie user6297 betonte, ist viel Regolith für den Strahlenschutz verfügbar. Es ist möglich, dass Menschen auf einer Mondbasis weniger Strahlung ertragen würden. Er wies auch darauf hin, dass es Polarplateaus gibt, die nahezu konstant Sonnenlicht genießen.
Mondgesteinsstaub mag giftig sein, aber er ist eine großartige Leiteroberfläche für Portale!
Unter dem zweiten Punkt möchte ich hinzufügen, dass es eine ähnliche Verzögerung/lange Pipeline für die Lieferung von Lieferungen gibt. Auch diese müssten vor Strahlung geschützt werden.

Wenn es gefährlicher ist, wie viel mehr und auf welche Weise?

Proffesorfish und Eli Skolas haben beide nachdenkliche Antworten gegeben, in denen sie die Gefahren von ISS und Moonbase verglichen haben. Wenn den Menschen Roboter vorausgehen würden, um eine Infrastruktur aufzubauen, könnte eine Mondbasis meines Erachtens weniger gefährlich sein. Bigelow Habs könnte durch Strahlenschutz aus lokalen Ressourcen ergänzt werden. An den Polen befinden sich möglicherweise flüchtige Stoffe, die zur Lebenserhaltung sowie als Treibmittel geerntet werden könnten.

Nun zum zweiten Teil der Frage:

Und wenn die Gefahr nicht so viel anders ist, warum tun es nicht die NASA/ESA/Russland?

Wir haben keine Mondbasis, weil es viel schwieriger ist.

Der größte Unterschied zwischen der ISS und einer Mondbasis ist Delta V. Es dauert 9 km/s, um die ISS zu erreichen, und 15 km/s, um die Mondoberfläche zu erreichen. Derzeit ist an der Mondoberfläche keine Infrastruktur und damit kein Treibstoff verfügbar. Für den Rückweg müssen also noch 3 km/s hinzugerechnet werden. Ein Delta-V-Budget von 18 km/s unterscheidet sich erheblich von einem Delta-V-Budget von 9 km/s.

Eine Kapsel von der ISS tritt mit 8 km/s wieder ein und eine vom Mond würde mit etwa 11 km/s wieder in die Erdatmosphäre eintreten. Eine robustere Struktur und ein thermischer Schutz wären erforderlich.

Auch eine weiche Landung auf dem Mond ist viel schwieriger als ein Rendezvous mit der ISS

Wenn man bedenkt, dass wir bereits Menschen zum Mond und zurück geschickt haben, ist die Technologie da (und 40 Jahre alt). Was Sie im Grunde sagen, ist "es ist teurer". Trotzdem ein triftiger Grund.
Das Apollo-Programm wurde auf 109 Milliarden Dollar geschätzt und brachte uns 6 Landungen. Das sind 18 Milliarden pro Landung. Und das sind nur sechs Ausfallmissionen. Der Aufbau einer Basis wäre viel ehrgeiziger. Ich glaube, dass die Einrichtung einer Mondbasis etwas ist, das getan werden könnte und sollte. Aber der Bau einer Basis mit Raketen im Apollo-Stil ist unerschwinglich.
@HopDavid Sie sprechen einen guten Punkt zu den Kosten an. Glauben Sie, dass Unternehmen wie SpaceX diese Kosten senken könnten? Ex. Elon Musk erklärte, dass die Sojus die NASA kostet 60 m ich l p e r p e r s Ö n s e n t t Ö t h e ich S S w h e r e D r a g Ö n 2 w Ö u l d d Ö ich t f Ö r a r Ö u n d 20 Mio. Wenn private Raumfahrtunternehmen im Wettbewerb mit der Konstruktion und Herstellung beauftragt würden, würde dies die Kosten ausreichend senken, um es finanziell rentabler zu machen?
Musk weist zu Recht darauf hin, dass die Raumfahrt aufgrund von Wegwerffahrzeugen teuer ist. Stellen Sie sich vor, was ein Flugticket kosten würde, wenn wir bei jeder Reise eine 747 wegwerfen würden. Wenn es Musk gelingt, leicht wiederverwendbares Handwerk herzustellen, wird das das Spiel verändern.
Ich gehe davon aus, dass Musk mit wiederverwendbaren Boostern erfolgreich sein wird. Aber es sieht so aus, als ob die Oberstufe ein Delta-V-Budget von 8 km/s oder mehr haben wird. Mit dieser Art von Delta-V-Budget haben Sie einen schwierigen Massenanteil. Mehr Treibstoff und weniger Trockenmasse lassen Sie mit dem zurück, was ich ein zerbrechliches Zellophan- und hauchdünnes Raumschiff nenne. Es ist schwer vorstellbar, dass eine Oberstufe den Wiedereintritt überleben könnte.
Das Apollo-Programm entwarf und entwickelte nicht nur Schiffe, sondern auch viele verschiedene Technologien. Dass sich diese Kosten über nur sechs Einsätze amortisierten, war bedauerlich. Das Programm baute jedoch drei weitere Mondschiffe ( flog aber nicht ) ; Komponenten für Apollos 18, 19 und 20 wurden alle gebaut, aber Pres. Nixon verschrottete die Flüge. Obwohl die Flüge Geld gekostet hätten, kostete der Bau von drei weiteren Kommando- und Servicemodulen, Lunar Landers, Saturn Vs, Lunar Rovers usw. auch. Einige Teile gingen an Museen, andere an Skylab und die gemeinsame Apollo-Sojus-Mission.
@Alexinawe Musks Argument zu wiederverwendbaren Schiffen ist nur die halbe Gleichung. Die grundlegende Wissenschaft und Technik wurde bereits für ihn erledigt, mit freundlicher Genehmigung der NASA, bezahlt von den US-Steuerzahlern. 1962, als Pres. Kennedy sagte: „ Wir entscheiden uns dafür , zum Mond zu fliegen “, niemand war sich sicher, ob wir dorthin gelangen würden. Wir hatten weder Hochtemperaturkeramik noch Mikroelektronik, noch war die Bearbeitung so präzise. Musk und seine Investoren wissen , dass wir es schaffen können. Sie gehen nicht an die Grenzen oder entwickeln neue Wissenschaftsfelder, sie nutzen/verfeinern nur bestehende Technik. Das ist viel billiger – es ist ROI für das Budget der NASA.

ISS und eine Mondbasis sind gleichermaßen sicher. Solange sie nicht plötzlich explodieren oder aufgrund einer technischen Fehlfunktion in den menschlichen Artefakten selbst zu Todesfallen werden, unabhängig von der Weltraumumgebung.

Unter all den innovativen Vorschlägen, was gefährlich sein könnte, möchte ich daran erinnern, dass das einzige, was Astronauten bisher getötet hat, technische Fehlfunktionen sind ! Das gilt für alle 18-19, die im Weltraum starben (oder besser gesagt, in der Erdatmosphäre während des Starts oder Wiedereintritts!), sowie für alle 5 Astronauten (von denen ich weiß), die während des weltraumspezifischen Trainings am Boden getötet wurden. Hinzu kommt, dass einige der etwa 500, die im Weltraum waren, unter der Schwerelosigkeit bleibende, aber geringfügige gesundheitliche Probleme haben sollen.

Statt einer Tonne Extra-Startmasse für erhöhte Strahlenabschirmung hat vielleicht eine Tonne Extra-Redundanz für technische Systeme eine viel größere lebensrettende Wirkung?

Das ist ein guter Punkt, aber beachten Sie umgekehrt, dass diese hohen Überlebensraten auch nicht darauf zurückzuführen sind, dass wir alle Bedrohungen ignoriert haben. Zufällig schützen wir uns vor den meisten Gefahren entweder technologisch oder verfahrenstechnisch (und meistens beides). Und ja, sowohl Technologie als auch Menschen versagen leider manchmal. Ich möchte nicht kommentieren, was von beiden häufiger vorkommt oder warum, weil ich dafür nicht qualifiziert bin, aber ich kann mir vorstellen, was zB Richard Feynman dazu sagen würde. Aber die Erfolgsrate der Vergangenheit beim Ausführen von X garantiert nicht wirklich die zukünftige Erfolgsrate beim Ausführen von Y, selbst wenn X ⊂ Y.
@TildalWave 12 Astronauten betraten den Mond. Ich verstehe, dass sie danach die durchschnittliche amerikanische Lebensdauer übertreffen. Ohne mondbedingte Gesundheitsprobleme durch Strahlung, Staub oder was auch immer. 3 Apollo-Astronauten wurden aufgrund einer technischen Störung in Apollo 13 fast getötet. Die auf der Erde hergestellten Schrauben und Muttern sind offensichtlich die absolut dominierende Risikoquelle. Und dieses Risiko ist auf der Erde ungefähr so ​​hoch wie im Weltraum, wie Apollo 1 zeigt. Sie gingen wegen eines Versagens ihres Raumfahrzeug-Prototyps verloren, nicht wegen irgendeiner Weltraumumgebung.
Der beste Beweis für den menschlichen Faktor im Weltraum ist, dass Armstrong den Lander von Apollo 11 manuell zu einem sicheren Landeplatz führt. (Und davor einige ähnliche Initiativen in LEO). Der Faktor Mensch ist keine Risikoquelle, sondern ein Gewinn für die Raumfahrt.

Da Mikrometeore nicht vom Mondboden kommen, sondern von überall um die Raumstation herum kommen können, ist es mindestens 2-mal sicherer.

Aber da die Schwerkraft vorhanden ist, zieht sie etwas mehr Meteore an, es ist nicht einfach, diese zu quantifizieren, aber wenn sie schnell werden und viel Energie haben (die beängstigende), werden sie nicht von der Gravitation beeinflusst.

Wie sicher eine Weltraumsiedlung ist, hängt davon ab, wie etabliert sie ist. Die allererste Mondbasis mit aufblasbaren Strukturen wäre anfällig für Strahlung und kleine Meteore sowie für kritische Fehlfunktionen wie die Sauerstoffspeicherung.

Eine gut etablierte Basis wäre wahrscheinlich unterirdisch, am Pol, und hätte ihre eigenen Reparatur- und Veredelungskapazitäten. Mit der Zeit würden sie die Fähigkeit entwickeln, Sauerstoff, Wasser, Aluminium, Silikon und andere lokale Ressourcen zu veredeln. Die Entwicklung von einer temporären Basis zu einer sich selbst erhaltenden Kolonie könnte im Laufe der Zeit erfolgen. Das Ziel wäre, jedes Jahr mehr Bedarf vor Ort decken und weniger von der Erde importieren zu können. Diese Selbstversorgung kann in der Erdumlaufbahn nicht stattfinden, da es keine lokalen Ressourcen gibt. Mit der Selbstversorgung kommt die Sicherheit. Anstelle von zerbrechlichen, leichten Hochleistungsobjekten, die von der Erde gehoben werden, könnte die Struktur der Kolonie und alles darin massiver und schwerer sein, wenn sie aus Mondmaterialien hergestellt wäre.

Eine gut etablierte Mondkolonie würde eine vollständig wiederverwendbare Reiseinfrastruktur benötigen. Dies würde man sich am besten in drei Beinen vorstellen, mit vollständig wiederverwendbaren Raumfahrzeugen. Die erste Etappe in eine niedrige Erdumlaufbahn. Die zweite Etappe wäre eine elektrische oder nukleare Rakete, die von der Erdumlaufbahn in die Mondumlaufbahn fliegt. Schließlich wäre ein Mondlander, der von der Mondoberfläche in die Mondumlaufbahn fliegt. Dieser Ansatz würde für keine der Raketen ein riesiges Delta-V erfordern. Auf diese Weise könnten sie robust gebaut werden, um praktisch wiederverwendbar zu sein. Das Apollo-Modell trifft also einfach nicht zu.

Eine Mondsiedlung wäre zunächst anfälliger, aber langfristig viel sicherer.

Ist eine Mondbasis von Natur aus gefährlicher als eine Raumstation?
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