Welche Materialien wären beim Bau einer Raumstation nützlich?

Aus offensichtlichen Gründen des Gewichts werden unsere modernen Raumstationen und Satelliten aus Metall oder leichten Verbindungen hergestellt, um die Kosten zu senken. Bei einer schnellen Google-Suche liegen die Kosten bei etwa 20.000 US-Dollar pro kg, um genau zu sein. Diese Einschränkung beeinflusst stark den tatsächlichen Bau von Stationen. Aber was wäre, wenn die Materialkosten ungefähr die gleichen wären wie für den Bau einer Struktur auf der Erde selbst? Es ist die Zukunft, wir haben einen Weltraumaufzug, Asteroidenabbau im Weltraum, In-situ-Fertigung, Sie nennen es, wir haben es. Wie würde das unsere Stationsdesigns verändern? Wären mehrere Fuß Beton oder feste Bleiplatten nützlich, um Strahlung usw. zu blockieren? Was ist mit anderen Materialien, die wir häufig verwenden, wie Holz oder Ton?

Der Fokus liegt hier auf der Schaffung einer "guten" Station mit bereits vorhandenen Materialien (2018) und der Untersuchung der Verwendung dieser Materialien im Weltraum. Andere Überlegungen sind zweitrangig. Wie einige betonten, gibt es fortschrittlichere und nützlichere Materialien, die jedoch aufgrund des starken Preisanstiegs nicht in Betracht gezogen werden. Sie werden in wichtigeren Arbeiten wie Militärstationen und dergleichen verwendet, aber für Ihre 08/15-Wohnstation ist es zu viel.

Für die Zwecke der Übung gilt Folgendes:

  • Die Materialkosten sind die gleichen wie auf der Erde, plus ein paar Prozent, die es braucht, um es ins All zu bringen. Billigere Materialien sind also immer billiger als teurere.

  • Die „Wirtschaft“ von Angebot und Nachfrage wird der Einfachheit halber ebenfalls als gleich angesehen, sodass Metalle aufgrund des Asteroidenabbaus nicht die dominierende Kraft in Bezug auf die Kosten sein werden.

Die Frage ist etwas weit gefasst. Geben Sie vielleicht genau an, für welche Materialien Sie sich interessieren. Ich möchte jedoch darauf hinweisen, dass diese Frage für mich nicht sehr sinnvoll ist. Wenn Sie so weit in der Zukunft sind, dass Sie einen Weltraumaufzug haben, sollten Sie Ihre Materialien einfach technobabbeln. Wir können nicht vorhersagen, woraus sie Materialien bauen könnten. Wir können nicht einmal vorhersagen, welche Art von Holz sie haben. Wenn Sie sagen: Willkommen im Jahr 4000, wo Raumstationen aus dem gleichen Material wie heute bestehen, aber immer noch super fortschrittlich sind, könnte Ihr Publikum abgeschreckt sein
Klären Sie auch: Was sind die Entscheidungskriterien? Sie fragen nach dem „bestmöglichen“ Material? Oder vielleicht fragen Sie nach dem einfachsten oder billigsten. Wenn jemand im Weltraum bauen kann, würde ich davon ausgehen, dass die billigsten Baumaterialien, die "gut genug" sind, vorherrschen würden, mit Ausnahme von zB Militärstrukturen und Raumvillen.
@ Raditz_35 Ich bin gespannt, ob einige der "ineffizienteren" Materialien wie Beton tatsächlich beim Bau einer Raumstation nützlich wären, abgesehen von den Kosten. Ich würde nicht bezweifeln, dass sie inzwischen ein Unobtanium-Material haben, mit dem sie arbeiten können, aber die Grundannahme ist, dass es viel teurer ist, weil es so fortschrittlich ist. Wenn wir also eine Station mit „gut genug“ billigen Materialien bauen könnten, würden wir das immer noch tun.
@Joe, die Entscheidungskriterien basieren auf dem, was Sie gesagt haben, billige "gut genug" Materialien. Wir können natürlich eine viel bessere Station bauen, aber zu viel höheren Kosten.
Gehen Sie davon aus, dass alle Baumaterialien im Weltraum auf Ihrer Welt die gleichen Kosten (relativ zueinander) haben wie derzeit auf der Erde? Es scheint viel wahrscheinlicher, dass einige Dinge billiger wären (wie Eisen) und andere teurer wären (wie Beton oder etwas anderes, das aus Kalkstein gewonnen wird).
@Plastikinsekt Ja. Was auch immer die Kosten des Materials auf der Erde sind, es sind die Kosten für das Material, das in den Weltraum gebracht/hergestellt wird, plus einige Prozent der zusätzlichen Kosten, die erforderlich sind, um es dorthin zu bringen, aber billigere Materialien werden immer weniger kosten.
Wenn Sie einen Weltraumaufzug haben, welche andere Weltrauminfrastruktur haben Sie? Welche Energiequellen? Luftquellen? Gibt es eine Größenbeschränkung in Bezug auf das Volumen, das Ihr Weltraumaufzug aufnehmen kann? Gibt es effektive interplanetare Reisen, sodass Ressourcen aus dem Weltraum oder außerhalb von Terra gesammelt werden können?
@Abigail Ich stimme dir nicht zu, aber für den Zweck der Übung ist der Preispunkt genau wie beschrieben. Der Bau eines Wohnblocks ist dasselbe wie eine Wohnstation, nur teurer. Selbst bei mehreren hundert Prozent ist es immer noch wesentlich billiger als die aktuellen realen Preise und auch viel billiger als jedes der fortschrittlicheren Materialien.

Antworten (1)

Da Sie einen Weltraumaufzug haben, brauchen Sie sich bei all den wichtigen Dingen keine Gedanken über das Gewicht zu machen, sondern nur über die Nützlichkeit und die Kosten. Hier sind meine Gedanken:

  • Blei für die Außenhülle und Außenfensterläden. Es ist billig, langlebig, korrosionsbeständig und ein guter Strahlungsisolator.
  • Stahllegierungen für die Innenwände und die wesentlichen (Decktrenn-)Türen. Wir haben in diesen Tagen einige gute haltbare billige Stahllegierungen in Arbeit. (Es ist ein Link!)
  • Sie brauchen nicht viel mehr als billige Kunststoffe für unwesentliche (nicht sicherheitsrelevante) Türen an
  • Fortgeschrittene langlebige Keramik (ein weiterer Link!) , ausgekleidet mit elektrochromatischem Glas, für alle Fenster.

Zum hermetischen Abdichten des Fahrzeugs:

  • Sie könnten behandelten Beton zwischen der Bleiaußenseite und der Stahlinnenseite laufen lassen, um sicherzustellen, dass keine Lücken entstehen, aber wenn diese Raumstation sehr groß sein wird oder wenn sie Komponenten haben wird, die stark vibrieren (wie eine Art sich drehender futuristischer Motor, der vibriert). aus irgendeinem Grund), dann möchten Sie mit einem kunststoffbewehrten Beton oder gar keinem laufen. Beton reißt im Laufe der Zeit und es ist nicht einfach, ihn zu reparieren, ohne ihn zu entfernen und zu ersetzen.
  • Gummi ist eine gute Wahl, um das Schiff abzudichten. Es ist billig und es hält lange. Die richtige Art von Gummi zu bekommen, mag etwas teuer sein, aber die Materialien selbst werden wahrscheinlich viel weniger kostspielig sein als die Tests, um sicherzustellen, dass sie richtig installiert wurden.
  • Wenn Sie originell sein möchten, können Sie mit Teer und Pech versiegeltes Holz verwenden. Es ist nicht sehr größen- / gewichtseffizient, aber es ist sehr effektiv, um etwas hermetisch abzudichten, und es ist flexibel und langlebig, sodass Sie eine Holzschicht zwischen Ihre Bleiaußenseite und Ihre Stahlinnenseite legen und die Lücken mit Teer verfugen können. Der Preis für Holz variiert jedoch ziemlich stark, sodass die Beschaffung der besten Holzsorte möglicherweise mehr Geld kostet, als es wert ist.

Ich hoffe das hilft!

Einige Dinge, die ich mich gefragt habe, waren, dass Beton porös ist, bedeutet das also, dass er Sauerstoff halten kann? Und wie gut hält Holz einem Vakuum stand? Ich denke, zumindest ein paar Brocken Beton, wenn nicht mehr, wäre aufgrund des Brandschutzes großartig, den es ermöglichen würde. Eine ganze Station, die nur aus Metall besteht, wäre allein aus diesem Grund schwach.
Beton braucht zum Aushärten einen Gasaustausch aus der Luft, also kein Beton im Vakuum. Es absorbiert auch jahrelang Gase, daher ist es eine wirklich schlechte Idee für das Innere einer Raumstation.
@John warum genau das? Meinen Sie das in Bezug auf giftige Gase? Oder nur der Bedarf an zusätzlichem Sauerstoff?
gut draußen wird es einfach keine Zeit einstellen, drinnen wird es jahrelang ständig CO2 ableiten, das ist es, was Biodome 2 tatsächlich getötet hat, es verbraucht C02, das die Pflanzen brauchen, um Sauerstoff zu erzeugen. Der Sauerstoffgehalt sinkt, aber das Hinzufügen von Sauerstoff allein behebt das Problem nicht. Neuer Beton mit Zusatzstoffen (z. B. mit Kunststoff verstärkt) kann alle möglichen Stoffe freisetzen. Es ist auch sehr gut darin, Metall zu korrodieren.
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