Table of Contents
1. EINLEITUNG
In diesem Kapitel wird dargelegt, warum eine extraterrestrische Umgebung als extreme Umgebung (EE) betrachtet werden kann und wie extreme Umgebungen Anforderungen mit sich bringen, die nicht ignoriert oder unterschätzt werden können. Es wird erörtert, wie der allgemeine Rahmen der menschlichen Faktoren und der Bewohnbarkeit durch die einzigartigen Merkmale isolierter und begrenzter extremer Umgebungen (ICEs) beeinflusst wird. Der Schwerpunkt liegt auf den Kosten, die entstehen, wenn die Bewohnbarkeit nicht als kritische Designkomponente berücksichtigt wird. Vorgestellt werden grundlegende Annahmen, sowie die Auswahl der im Buch verwendeten Beispiele und Informationsquellen.
1.1. Gnadenlose Bedingungen
1.2. Definition von Habitability / Bewohnbarkeit
1.2.1 Elemente der Bewohnbarkeit
1.3 Kosten von (fehlender) Habitability - Bewohnbarkeit
1.4 Grundlegende Annahmen
Literatur
2. Habitability - Bewohnbarkeit: Vom ORT zum (Lebens)RAUM
Dieses Kapitel fasst die Entwicklung des Konzepts der „Bewohnbarkeit“ zusammen, wie es im Zusammenhang mit extra-terrestrischer menschlicher Besiedlung behandelt wurde. Es skizziert die anfänglichen definierenden Merkmale, die aus der Forschung in isolierten, begrenzten und extremen Umgebungen auf der Erde hervorgegangen sind, verfolgt die Entwicklung des Interesses am ‚Ort‘ (Standortmerkmale) hin zum Lebensraum (gebaute und bewohnte Umgebungen) und fasst die Anforderungen der extra-terrestrischen Umwelt zu einer Weiterentwicklung von gemeinschaftlichen Lebensräumen zusammen.
2.1 Bewohnbarkeit als ORT
2.2 Von der Exposition zur Erfahrung
2.2.1 Die frühen Jahre: Der Übergang von der reinen Exposition zur Erfahrung durch Forschung in Isolationskammern
2.2.2 Die Suche nach echtem Risiko: Operationelle Lebensräume in isolierten und/oder extremen Umgebungen
Literatur
3. Bewohnbarkeit als (Lebens)RAUM
In diesem Kapitel wird ein theoretisches Modell beschrieben, das psychologische, physiologische, soziokulturelle und räumliche Aspekte der Bewohnbarkeit integrativ berücksichtigt (Integrated Habitability Model). Die Bedeutung des Begriffs „Habitability - Bewohnbarkeit“ ist mit Unterschieden in Bezug auf Verwendung, Schwerpunkt, Anwendung und Definition behaftet. Historisch gesehen hat er sich von „Bewohnbarkeit als Standort“ (in der Astronomie und Astrobiologie ist die „bewohnbare / habitable Zone“ ein bestimmter Bereich um einen Stern, in dem Bedingungen vorhanden sind, damit Leben möglich ist) zu „Bewohnbarkeit als Lebensraum“ entwickelt. Der Begriff ‚Habitability‘ wird von verschiedenen Berufsgruppen mit unterschiedlichen Schwerpunkten verwendet. Es gibt also eine Vielzahl von Konzepten. Dies stellt eine Herausforderung für eine systematische Untersuchung und einen konstruktiven Dialog zwischen den Disziplinen dar. Dieses Kapitel gibt einen systematischen Überblick über die Gemeinsamkeiten und Unterschiede einige dieser Konzepte und plädiert für ein robustes integratives Modell, in dessen Mittelpunkt die Raumerfahrung der Bewohner steht.
3.1 Ein Paradigmenwechsel in der Habitability-Analogie-Forschung 25
3.2 Identifizierung der „relevanten“ Fragen zur Bewohnbarkeit von extraterrestrischer Umgebungen 29
3.2.1 Gemeinsame Erfahrungen in extremen Umgebungen 33
3.2.2 Übergang von Kurzzeitmissionen zu Langzeitmissionen 38
3.3 Habitability Design als Gegenmaßnahme: Umgang mit den negativen Auswirkungen von ICEs 39
3.4 Wie kann man die Wirksamkeit bewerten und nachweisen? Operationelle versus Forschungssimulationseinrichtungen 40
3.5 Die Herausforderung künftiger Missionen 44
Literatur
4. Rezension: Studien zur Bewohnbarkeit und Architektur von Mockups und simulierten Umgebungen
In diesem Kapitel und in Kap. 5 werden wichtige Meilensteine auf dem Weg zur Verbesserung der Akkuratesse von Habitabilitystudien vorgestellt, die es uns schließlich ermöglichen sollen, bestgeeignete außerirdische Lebensräume zu entwerfen. Beginnend mit der Verwendung von Mockups und _Simulationseinrichtungen in diesem Kapitel und In-situ-Umgebungen in Kap. 5 wird ein Überblick über exemplarische Habitate und die damit verbundenen Forschungsarbeiten gegeben, die zur Untersuchung der extraterrestrischen Bewohnbarkeit und der menschlichen Faktoren beigetragen haben. Für jedes Habitat werden die physikalischen und sozialen Gegebenheiten sowie missionsrelevante Details zusammengefasst. Bilder und schematische Pläne veranschaulichen das Layout der Einrichtung (siehe auch Abb. 1.2). Aus Gründen der Les- und Vergleichbarkeit wurden die Pläne entsprechend den primären menschlichen Aktivitäten farblich kodiert. Beiträge zu kurz- als auch langfristigen Missionen werden erörtert, um zu verdeutlichen, wie sich die Bewohnbarkeit langsam zu einem zentralen Thema in der Forschung über menschliche Anpassung und Wohlbefinden in extraterrestrischen Lebensräumen entwickelt hat. Die Struktur des Kapitels orientiert sich an den aktuellen NASA Technological Readiness Levels. Kurze Gastbeiträge von Astronauten und Simulationscrewmitgliedern ergänzen die Informationen.
4.1 Akkurate Studien zu Habitability - Bewohnbarkeit
4.2 Frühe Missionen: Arktis-Expeditionen mit der Fram
4.2.1 Fram: Architektur und Design
4.2.2 Bewohnbarkeit, Erfahrungen und Erkenntnisse
4.3 Habitability in MOCKUPS und SIMULIERTEN Umgebungen
4.3.1 Biodom-Missionen: Geschlossene Ökosysteme
4.3.1.1 Bios-3
4.3.1.2 Biosphere 2
4.3.2 Die IBMP-Einrichtung
4.3.3 Human Exploration Research Analogue (HERA)
4.4 Zusammenfassung: Habitability, Studien und Architektur von MOCKUPS und SIMULIERTEN Umgebungen
Literatur
5. Rezension: Studien zur Bewohnbarkeit und Architektur in In-Situ-Umgebungen
In diesem Kapitel werden wichtige Meilensteine auf dem Weg zur Verbesserung der Akkuratesse von Habitabilitätsstudien beschrieben, die es uns schließlich ermöglichen sollen, die bestgeeigneten außerirdischen Lebensräume zu entwerfen. Während in Kap. 4 Mock-ups und simulierte Umgebungen behandelt wurden, gibt dieses Kapitel einen Überblick über beispielhafte in-situ-Habitate (in tatsächlichen extremen Umgebungen) und die damit verbundenen Forschungsarbeiten, die zu Studien über extraterrestrische Bewohnbarkeit und menschliche Faktoren beigetragen haben. Für jedes exemplarische Habitat werden die physikalischen und sozialen Gegebenheiten sowie missionsrelevante Details zusammengefasst. Bilder und schematische Pläne veranschaulichen das Layout der Einrichtung. Aus Gründen der Les- und Vergleichbarkeit wurden die Pläne entsprechend den primären menschlichen Aktivitäten farblich kodiert. Beiträge zu kurz- als auch langfristigen Mission werden erörtert, um zu verdeutlichen, wie sich die Bewohnbarkeit langsam zu einem zentralen Thema in der Forschung über menschliche Anpassung und Wohlbefinden in außerirdischen Lebensräumen entwickelt hat. Das Kapitel ist in ähnlicher Weise strukturiert und orientiert sich an den aktuellen NASA Technological Readiness Levels. Kurze Gastbeiträge von Astronauten und Simulationscrewmitgliedern ergänzen die Informationen.
5.1 Habitability in terrestrischen In-Situ-Umgebungen
5.1.1 Unterwasser-Forschungslaboratorien
5.1.1.1 Conshelf I-II
5.1.1.2 Tektite I-II
5.1.1.3 Aquarius und NASA Extreme Environment Mission Operations (NEEMO)
5.1.2 Antarktische Forschungsstationen
5.1.2.1 Amundsen-Scott-Südpolstation
5.1.2.2 Station Vostok
5.1.2.3 Forschungsstation Concordia
5.1.3 Andere terrestrische Einrichtungen
5.1.3.1 Haughton-Mars-Projekt (HMP)
5.1.3.2 Flashline Mars Arctic Research Station (FMARS)
5.1.3.3 Mars Desert Research Station (MDRS)
5.1.3.4 HI-SEAS
5.2 Habitability in extraterrestrischen In-Situ-Umgebungen
5.2.1 Die Raumstation Salyut
5.2.1.1 Architektur und Design der Einrichtung
5.2.1.2 Studien zur Bewohnbarkeit, Erfahrungen und Erkenntnisse
5.2.2 Die Raumstation Skylab
5.2.2.1 Architektur und Design der Einrichtung
5.2.2.2 Studien zur Bewohnbarkeit, Erfahrungen und Erkenntnisse
5.2.3 Die Raumstation Mir
5.2.3.1 Architektur und Design der Einrichtung
5.2.3.2 Studien zur Bewohnbarkeit, Erfahrungen und Erkenntnisse
5.2.4 Das Spacelab-Modul
5.2.4.1 Architektur und Design der Einrichtung
5.2.4.2 Studien zur Bewohnbarkeit, Erfahrungen und Erkenntnisse
5.2.5 Die Internationale Raumstation (ISS)
5.2.5.1 Architektur und Design der Einrichtung
5.2.5.2 Studien zur Bewohnbarkeit, Erfahrungen und Erkenntnisse
5.3 Zusammenfassung: Habitability, Studien und Architektur in In-Situ-Umgebungen
Literatur
6. PROJEKTIONEN
Man kann nicht behaupten, die gelebte Erfahrung in ICEs ist wichtig und dann ein ganzes Buch schreiben, ohne die Perspektive derjenigen, die dabei waren zu integrieren. Wir hatten daher die Absicht, historische Zitate und Überlegungen aus einem breiten Spektrum von Personen einzubeziehen, die ICEs erlebt haben. Die meisten dieser Überlegungen sind eher beiläufig im Text integriert und daher werden möglicherweise wichtige Aspekte übersehen. Daher haben wir während der Arbeit an diesem Buch eine qualitative Umfrage erstellt, die dazu dienen sollte, gezielt Überlegungen zu Schlüsselaspekten der Bewohnbarkeit anzustellen, die auf der Grundlage früherer anekdotischer Berichte und Forschungsbeobachtungen wichtige Merkmale zu sein scheinen. Wir haben sie an Personen verschickt, die die folgenden Voraussetzungen erfüllen:
• Die Bewohner hatten ein festes Gebäude (d. h. keine Zelte, Wohnmobile oder andere vorübergehende, provisorische Strukturen) für
• mindestens 2 Wochen Dauer mit Sitz in
• einer simulierten oder tatsächlichen extremen Umgebung,
• die mit Freiheitsentzug und/oder Isolation verbunden waren.
Wir haben Fragen zu folgenden Aspekten gestellt: (1) Was war beim Leben im ICE am problematischsten? (2) Was hat funktioniert? (3) Wie unterscheiden sich extraterrestrische Lebensräume von unseren irdischen Lebensräumen? und (4) Wie würde die Einbeziehung wünschenswerter Elemente dazu beitragen, sich an die extremen Bedingungen der Enge und Isolation in einem geschlossenen Lebensraum anzupassen? In den kurzen Gastbeiträgen in Abschn. 6.3 werden diese Fragen untersucht.
6.1 Leben in extremen Umgebungen
6.2 Die Umfrage
6.2.1 Die Teilnehmer
6.2.2 Die ICEs
6.3 Individuelle Überlegungen zur Bewohnbarkeit
6.3.1 Erlebte unangenehme Herausforderungen
6.3.1.1 Kontrollierte/Laborsimulation HABs (Abb. 6.4)
6.3.1.2 In-Situ-HABs (Abb. 6.5)
6.3.1.3 WELTRAUM-HABs (Abb. 6.6)
6.3.2 Erlebte positive Wirkungen des Lebensraums
6.3.2.1 Kontrollierte/Laborsimulation HABs (Abb. 6.7)
6.3.2.2 In-Situ-HABs (Abb. 6.8)
6.3.2.3 WELTRAUM-HABs (Abb. 6.9)
6.3.3 Wie zukünftige extraterrestrische Lebensräume (anders) sein könnten (Abb. 6.10)
6.3.4 Die drei wünschenswertesten Merkmale zukünftiger Lebensräume
6.3.5 Was würden Sie mitnehmen?
6.3.6 Andere wichtige Aspekte im Zusammenhang mit der Bewohnbarkeit
Referenz
7. Blick in die Zukunft: Wie man eine Blechdose in ein Zuhause verwandelt. Lösungsansätze für ausgewählte Dimensionen der (sozialräumlichen) Bewohnbarkeit
Dieses Kapitel fasst die wichtigsten übergreifenden Fragen und Themen zur Bewohnbarkeit, die sich aus den Erfahrungen und Forschungsergebnissen ergeben haben, zusammen. Jedes relevante Thema wird erörtert, und Gemeinsamkeiten und Unterschiede werden herausgearbeitet, um sowohl Synergien als auch Unterscheidungen zu ermöglichen Für jedes Thema werden die zugrundeliegenden sozial-räumlichen Beziehungen (der Kontext) unter Bezugnahme auf die neueste Forschung erläutert, gefolgt von Beispielen aus isolierten und extremen Umgebungen, und möglichen Lösungen.
Mit den unzähligen möglichen zukünftigen Lösungen werden oft mehrere Anforderungen gleichzeitig abgedeckt aber nicht alle Lösungen können in allen Fällen angewendet werden. Darüber hinaus basieren die beispielhaften Gestaltungsvorschläge auf derzeit bereits vorhandener Technologie, doch angesichts der Geschwindigkeit technologischer Innovationen und Erfindungen werden einige davon zum Zeitpunkt der Verteilung dieses Buches bereits in der Praxis ausgereift sein und neue Möglichkeiten werden sich ergeben. Uns ist wichtig zu betonen, dass es nicht nur EINE mögliche Lösung für ein Problem gibt, sondern eine Vielzahl von Möglichkeiten. Um diesen großen „Ideenpool“ nutzen zu können, müssen Missionsplaner, Weltraumarchitekten und Designer jedoch die zugrunde liegenden sozial-räumlichen Konzepte verstehen, die für jedes Problem zur Bewohnbarkeit erörtert werden. Nur dann wird es möglich sein, eine Lösung zu finden, die den Namen Habitability Design Solution verdient. Die in diesem Kapitel erörterten Fragen der Habitabilität umfassen die wechselseitigen Bedingungen des Individuums und kleiner Gruppen mit den Missions- und Umweltmerkmalen (Ort und Raum), den Zeiträumen (kurz- und langfristig), den Ressourcen und den menschlichen Aktivitäten in einem extraterrestrischen Lebensraum.
7.1 Einleitung: Können wir den perfekten Lebensraum bauen?
7.2 Design für die „Am besten geeignetste“-Person
7.2.1 Ahh…Mission + Persönlichkeit!
7.2.2 PLUS die ERFAHRUNG der Umwelt!!
7.2.3 Zusammenfassung
7.3 Was Sie mitnehmen, ist (alles) was Sie haben: Begrenzter Raum, begrenzte Ressourcen und begrenzte Menschen!
7.3.1 Die Frage der „Angemessenheit“
7.3.2 Begrenzter Platz = begrenzte Verfügbarkeit!
7.3.3 Mikrogravitation = Neue Räume
7.3.4 Das Beste aus allen Ressourcen machen
7.3.5 Gestaltung für ein soziales Mikro-Umfeld
7.3.6 Zusammenfassung
7.4 Camping versus Wohnen
7.4.1 Leben in der McMurdo-Station
7.4.2 Die ersten Tage der amerikanischen Astronauten auf der Raumstation Mir
7.4.3 Zusammenfassung
7.5 Hinausschauen und Hineinschauen: Was erzeugt das Gefühl von Enge? 7.5.1 Gedränge: Zu viel, zu eng!
7.5.1.1 Terrestrische Beispiele: Antarktis und Aquarius
7.5.1.2 Beispiele aus der Umlaufbahn: Mir und ISS
7.5.2 Der Mangel an Reizen: Monotonie und Langeweile
7.5.3 Ausdehnung der Grenzen
7.5.4 Zusammenfassung
7.6 Den eigenen Garten mitnehmen: Der Mangel an natürlichen Elementen
7.6.1 Fraktale Geometrie und bionomisches Design: Das Geheimnis des Grüns enträtseln!
7.6.2 Ersatz und Kompensation: Das Potential von Pflanzen
7.6.3 Zusammenfassung
7.7 Mitbewohner im Weltraum:: Die soziale Logik des Raums
7.7.1 Wenn das Bedürfnis nach Privatsphäre zu einer territorialen Frage wird
7.7.2 Soziale Konflikten ausweichen: Wenn Kleinigkeiten zu grossen Konflikten werden
7.7.3 Der Weg zum Herzen eines Menschen führt durch den Magen, gute Manieren helfen
7.7.4 Freundschaft, Intimität und Sex
7.7.5 Zusammenfassung
7.8 Lebensräume für die Menschheit: Die Gestaltung unserer Heimat zwischen den Sternen
Literatur
Index
