[ziesell]

Raumfahrt: Ein rotierendes Weltraumhabitat dank eines Asteroiden

Im Weltall könnte eine Milliarde Quadratmeter Land entstehen – denn ein Asteroid könnte zu einem rotierenden Weltraumhabitat umgebaut werden



Ein pensionierter und promovierter Techniker von Rockwell Collins – einem in der Luft- und Raumfahrtbranche tätigen Unternehmen für Kommunikations-, Kontroll- und Navigationssysteme – hat sich mit der Erforschung von Weltraumhabitaten beschäftigt. Dabei hat David W. Jensen einen detaillierten Plan für die Erstellung eines rotierenden Weltraumhabitats durch die Nutzung eines Asteroiden ausgearbeitet.

Das Paper ist in drei Hauptkategorien unterteilt: Auswahl des Asteroiden, Auswahl des Habitat-Stils und Missionsstrategie, um dorthin zu gelangen – beispielsweise welche Roboter eingesetzt werden sollen.

Die Auswahl des Asteroiden

Bei der Auswahl des Asteroiden ging es darum, welcher Asteroid sich am besten für die Umwandlung in ein rotierendes Weltraumhabitat eignen würde. Jensen berücksichtigte dabei, aus welchem Material der Asteroid besteht, wie groß er ist und wie nah er sich an der Erde befindet – was wiederum Auswirkungen auf den Energiebedarf für eine Reise zu dorthin hat.

Für Jensen kam der Asteroid (163693) Atira infrage. Ein besonderer Asteroid, denn nach diesem Asteroiden vom Typ S ist eine ganze Klasse von Asteroiden benannt. Der Durchmesser von Atira beträgt etwa 4.800 Meter und benötigt für die Reise um die Sonne ungefähr 233 Tage.

Seine Bahn liegt damit vollständig innerhalb der Erdbahn. Seine erdnächste Annäherung hat in etwa den 80-fachen Abstand zwischen Erde und Mond (also etwa 30,75 Millionen Kilometer). Recht viel, aber dennoch befindet er sich in der Goldlöckchen-Zone unseres Sonnensystems – auch bewohnbare oder habitable Zone genannt. Zudem besitzt Atira einen eigenen Mond, einen Asteroiden mit einem Durchmesser von circa einem Kilometer. Dieser umkreist seinen Wirtskörper in einem engen Abstand.

In welche Art von Lebensraum sollte er also verwandelt werden?

Insgesamt untersuchte der promovierte Techniker vier gängige Typen von möglichen Lebensräumen, darunter die Hanteln, die Kugel, der Zylinder und der Torus. Besonders die Bereitstellung von künstlicher Schwerkraft, die durch die Zentripetalkraft verursacht wird, stand hier im Fokus der Überlegungen von Jensen. Dabei weist er auf die schädlichen Auswirkungen hin, die ein Leben in Situationen mit geringer Schwerkraft über einen längeren Zeitraum mit sich bringt. Diese sind bereits bei Langzeitmissionen von mehreren Monaten bei den Astronautinnen und Astronauten auf der Internationalen Raumstation ISS zu beobachten. Dazu gehören der Abbau von Knochen- und Muskelmasse, aber auch leichte und anhaltende Hirnverletzungen.

Aus diesem Grund sei der Einsatz von künstlicher Schwerkraft erforderlich. Dafür muss sich die Station drehen, ansonsten kann keine Zentripetalkraft entstehen. Atira verfügt bereits über eine leichte Rotation, aber ein Teil der Schaffung eines Weltraumhabitats würde darin bestehen, den Asteroiden selbst auf eine angemessene Rotationsgeschwindigkeit zu bringen. Diese müsste der Schwerkraft entsprechen, die wir Menschen von der Erde her kennen.

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Der Forscher geht zudem auf zahlreiche andere Überlegungen zur Auswahl eines bestimmten Stationstyps ein. Darunter fallen beispielsweise die Kräfte, die sich auf das Material einwirken würden, aus dem die Station besteht. Als mögliches Strukturelement schlägt er wasserfreies Glas vor. Zudem untersuchte er, wie viel Material die Außenhülle zum Schutz vor Strahlung und Mikrometeoriten haben muss und wie viel Lebensraum es im Habitat geben muss.

Letztendlich entschied er sich für den Torus als bestmögliche Strukturform. Mit dieser Struktur lasse sie das Konstrukt um mehrere Stockwerke erweitern, wodurch sich der Lebensraum im gesamten Habitat drastisch vergrößern würde.

Wie wird eine solche Station gebaut?

Es klingt überraschend, aber für den Bau eines solchen Ungetüms würde ein einziger Raketenstart ausreichen, heißt es in der Studie. Selbstreplizierende Roboter sollen die Lösung sein. In einer Beispielsimulation dauert es zudem nur zwölf Jahre, bis ein großer Asteroid zu einer Raumstation umgebaut ist. Die Rakete würde damit nur die Basisstation, vier spinnenartige Roboter und etwa 8,6 Tonnen an fortschrittlicher Elektronik benötigen, heißt es in der Paper-Zusammenfassung. Für den Start würde somit das Fassungsvermögen einer modernen Falcon-Heavy-Rakete von SpaceX ausreichend sein.

In der Simulation wurden insgesamt 3.000 Roboter-Spinnen (Replikatoren) mit modernen Mikroprozessoren und Algorithmen hergestellt sowie weitere 23.500 notwendige Ausrüstungsgegenstände. Die dafür notwendigen Materialien sollen mittels In-Situ-Verfahren, also der Nutzung der vor Ort vorhandenen Rohstoffe, hergestellt werden. Entsprechend sollen die Roboter dank der Asteroiden-Rohstoffe beispielsweise Gesteinsmühlen oder Sonnenkollektoren anfertigen.

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Zudem soll die Mission nach der Ankunft auf Atira keinen weiteren Input von der Erde benötigen – zumindest theoretisch. Das Projekt soll nach einer ersten groben Schätzung 4,1 Milliarden US-Dollar kosten. Allein für das Apollo-Programm hatte die amerikanische Raumfahrtbehörde Nasa 93 Milliarden Dollar ausgegeben. Jensens Projekt würde eine Milliarde Quadratmeter an Land produzieren, das es vorher nicht gab. Der Quadratmeterpreis würde dabei bei lediglich 4,10 Dollar liegen.

Der Bau könnte innerhalb von zwölf Jahren abgeschlossen sein – wobei es noch länger dauern würde, bis das Habitat mit Luft und Wasser gefüllt ist und seine Temperatur reguliert werden kann. Ob Raumfahrtbehörden oder private Unternehmen wie Blue Origin (das gemeinsam mit Sierra Space die Orbital-Reef-Raumstation plant) oder SpaceX sich die Pläne zu Nutze machen, muss sich noch zeigen.

Zur Studie

Die Studie umfasst 65 Seiten und wurde auf dem Pre-Print-Server Arxiv.org veröffentlicht: Autonomous Restructuring of Asteroids into Rotating Space Stations (engl., Autonome Umstrukturierung von Asteroiden in rotierende Raumstationen).

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[MotherFocker]

Dabei hat David W. Jensen einen detaillierten Plan [...].
Das Paper ist in drei Hauptkategorien[...]

Ist Papier nicht mehr gut genug????
Diese blöden Schreiberlinge.

Ansonsten klingt das nach Weltraumphantasie. noch verrückter wie der Todesstern...