Wie baut man eine Stadt im Raum?

Nach einschneidenden Haushaltskürzungen bei der Nasa, eine lose Ansammlung von Privatunternehmen – darunter Elon Musk SpaceX – den ruhenden Traum von anderen Welten zu kolonisieren wiederbelebt haben

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Science Fiction hat viele seiner Versprechen eingelöst. Star Trek Bildtelefone geworden Skype, die Jetsons Essen-on-Demand ist durch 3D-Druck materialisieren, und wir haben getan, Jules Verne eine bessere und erkundet Mid-Ocean Gräben bei tiefen zerkleinern. Aber das zentrale Versprechen des Goldenen Zeitalters Sci-Fi hat nicht gehalten. Menschen haben nicht Raum besiedelt.

Für einen kurzen Moment in den 1970er Jahren war die Pracht des Nachthimmels interaktive. Es schien nur Jahrzehnte vergehen, die mehr Menschen von der Erde als auf ihr Leben würde; das Space Shuttle war in der Tat, so genannt, weil es 50 Roundtrips pro Jahr machen wollte. Es gab aktive Pläne für den Ausbau der Zivilisation in den Weltraum, und eine beliebige Anzahl von schweren Designs für ganze Städte zu bauen, auf dem Mond, Mars und darüber hinaus.

Space Age erwies sich als eine falsche Dämmerung, natürlich. Nachdem ein ernüchterndes Zwischenspiel, Kinder, die gesessen hatte rapt beim Anblick des Mondes Landungen wuchs heran, und akzeptiert, dass Terraforming-Raum – einmal kurz davon ausgegangen, dass einfach – war eigentlich wirklich, wirklich hart. Intensiven kalten Krieges Motivation gekennzeichnet, und der Challenger und Columbia-Katastrophe hat uns Demut gelehrt. NASA-Budgets sackte von 5 % des US-Bundeshaushalt auf weniger als 0,5 %. Menschen begannen sogar zu bezweifeln, dass wir jemals auf dem Mond betreten würde: in einer Umfrage von 2006, mehr als jeder vierte Amerikaner zwischen 18 und 25 sagte sie vermutet, die Mondlandung war eine Fälschung.

Aber jetzt eine Gegenströmung aufgetaucht. Die Kinder von Apollo, gebildete und unternehmerisch, machen echte Fortschritte auf einigen der größten Schwierigkeiten. Groß angelegte Siedlung, im Gegensatz zu tristen alte wissenschaftliche Erforschung ist zurück auf der Speisekarte.

Raum-Städte kommen in drei Grundmodellen. Klassiker soll Terraform ein nahe gelegenes erdähnlichen Objekt mit massiven Geo-Engineering-Projekte oder Bio-Kuppeln um zu Mond oder Mars Metropole zu erstellen. Das zweite ist das Low-Earth Orbit Modell: Dies baut auf die derzeit bewohnten Region des Weltraums. Stellen Sie von der internationalen Raumstation ISS als eine Regierung Fort, um die kommerzielle Handelsposten, Gehöfte und schließlich städtischen Gebieten zu entwickeln. Dann gibt es das Freiraum-Modell, im Grunde schwimmende Zylinder mit künstlicher Schwerkraft, um die natürlichen Ressourcen des Weltraums zu verdauen. Wie das Sprichwort in der Raumfahrt: Sobald Sie aus die Schwerkraft der Erde gut, du bist auf halbem Weg nach nirgendwo.

In den 1970er Jahren ist Princeton Physiker Gerald K O'Neill 100.000 Personen Kolonien, was stationiert vorgestellt bekannt, wie die fünfte Lagrangian Libration (L5) in die Mondbahn – wie ein Gravitations Eddy, wo Dinge bleiben, von selbst. Ermutigt durch Kollegen Physiker Freeman Dyson und Richard Feynman, postulierte er einen "planaren-Cluster" Gehäuse 4 Milliarden Menschen über 30.000 km Platz. "Es ist zu glauben, dass die Erde der einzige praktische Lebensraum für den Menschen ist orthodox," schrieb er im Jahr 1974 in Physics Today, aber wir können "bauen neue Lebensräume weit bequemer, produktiver und attraktiver als die meisten der Erde ist." O'Neill genannt das klassische Modell der richtige kolonisierenden Planeten eine "geistige auflege" und schlug vor, es fehlte Phantasie für die Möglichkeiten von open Space.

In O'Neills Vision würde Seilbahnen Gemeinden Abstand 200 km Abständen verbinden. Einfamilien-Raumschiff – die Minivans des Himmels – fungiert als Freizeitfahrzeuge. Auf der inneren Oberfläche des was Lebensräume drehen würde würde Landstreifen mit Fenstern zu lassen in der Sonne wechseln sich ab. Für Aluminium und Titan im Lebensraum Bau verwenden würde, dass dieselbe Sonne wäre zwar alle Teil unseres Energiebedarfs (eine viel mutiger Aussage in den 70er Jahren als es jetzt ist), den Mond abgebaut werden. Asteroiden, mit Wasser und anderem Material könnte hinter der Stadt im Vakuum entlang geschleppt werden. Seine Idee, solche Städte in den Mond L5 orbital Punkt bauen inspiriert die einflussreiche L5 Gesellschaft, die darauf abzielte, seine Vision von 1995 zu verwirklichen. Ihr Motto: L5 in 95!

O'Neills Traum kam nicht weitergeben, nicht weil es inhärent fehlerhaft war, sondern weil es eine Idee war vor seiner Zeit –. Raumfahrt-Infrastruktur noch in den Kinderschuhen, und Kosten waren unerschwinglich. Wir wussten einfach nicht genug der Grundlagen zum springen direkt in urbanem Design.

Die zentrale Herausforderung für den Aufbau einer Stadt im Raum ist ein geschlossenes System zu erstellen, das sich für die Langstrecke erhalten können. Städtische Gebieten auf der Erde überleben nur unter Berufung auf eine viel größere Grundfläche als ihre metropolitan Grenzen. Je mehr isolierten Raum Stadt ist – je weiter vom externen Nachschub Ressourcen – die geschlossenere seinen Sauerstoff, Nahrung und Wasser Schleifen muss. Der ISS hat beispielsweise etwa 40 % Effizienz in seinen Sauerstoff recycling und trotzdem seine CO2-Ozonwerte sind ständig hoch. (Nasa arbeitet an gewusst, dass CO2 direkt in Sauerstoff umwandeln.) Gastronomie, müsste jeder weltraumgestützte urban Plan ausrollen ertragreiche Landwirtschaft nie dagewesenen Ausmaßes – obwohl 3D-Drucker gegeben einige frischen Zutaten, eine Pizza drucken konnte,.

Das andere große Problem für eine Raum-Stadt ist wie Menschen physiologisch funktionieren würde. Die Nachbarschaft Turnhalle wäre ein beliebtes Ausflugsziel: Obwohl die menschliche Spezies ungeeignet für einige Aspekte des Deep Space ist, 14 Jahre kontinuierliche Präsenz auf der ISS haben erweiterte unser Verständnis von körperlich anzupassen, ein Leben lang unter den Sternen. Frühe Astronauten bezahlt für dieses Wissen die harte Weise, gleichsam mit ihre Knochendichte. Die heutige ISS-Crew trainieren für 2,5 Stunden pro Tag auf eine zusammengeschusterte Schwerelosigkeit Übung Apparat um ihre Knochendichte auf normales Niveau zu halten. Mit längeren Aufenthalten in der Schwerelosigkeit scheinen immer noch, neue Probleme auftauchen. Zum Beispiel treibt Ihr Liquor cerebrospinalis – die klare Flüssigkeit in das Gehirn und Rückenmark – nach oben, wo es verschlingt Ihre Netzhaut und flacht Ihr Augapfel. "Ich habe zwei Dioptrien in meinen Augen verloren", erinnert sich ehemaliger Astronaut Michael López-Alegría, der 215 Tage an Bord der ISS verbracht. "Es ist auch ziemlich einfach, etwas in Ihrem Auge dort oben zu bekommen. "Du gehst einfach in etwas."

Stadtmauern müssten Platz Bürger vom brutalen Strahlung Bombardement des Weltraums zu schützen. "Aluminium Abschirmung Teil des Problems, kann", sagt Vince Michaud, Nasa stellvertretender Leiter Gesundheit und Amtsarzt. "Strahlung, die es durch Macht braucht etwas des Aluminiums mit ihm." NASA gibt $28 Mio. jährlich in Strahlenforschung allein, einschließlich Pharma- und nutrazeutische Gegenmaßnahmen und magnetische Abschirmung. Bill Paloski, Direktor des Nasa Raum leben und Physical Sciences Division, glaubt, dass bis zum Jahr 2024 sein Team in der Lage, die gesundheitlichen Risiken des Raumes zu mildern.

Was eigentlich immer Leute, die Raum-Städte an erster Stelle, sie werden nicht mit Raketen – Grundlagen der Physik nicht kooperieren. Vielmehr Versprechen Weltraumlifte oder "Beanstalks", um diese Lücke zu schließen. Fahrzeuge würde aus der Schwerkraft nun entlang eines Kabels zum Äquator verankert und hielt unter Spannung durch die Fliehkraft auf ein Gegengewicht Zehntausende von Kilometern Höhe klettern. Bis jetzt Materialwissenschaft hatte nicht die Art von Zugfestigkeit erforderlich für ein Raum Aufzug Kabel produziert – auch Kohlenstoff-Nanoröhren sind zu schwach, selbst – aber im Jahr 2010 erhielt den Nobelpreis in Physik für Experimente zu Graphen. Ein ein-Atom-Blatt aus reinem Kohlenstoff, das 100 mal stärker als Stahl, Graphen ist ein viel versprechender Kandidat für Raum Aufzug Kabelmaterial.

Wenn er es nicht bald bekommt, können die Chinesen ihn zu schlagen. Während Russland in der globalen Raum Gemeinschaft ziemlich effektiv seit dem Ende des Kalten Krieges integriert wurde, China nicht mit den anderen großen Spielern partner. Stattdessen spielt er sein eigenes Spiel: im Dezember des vergangenen Jahres, als Bestandteil des Landes 12. Fünfjahresplan, Chinas lunar Rover Chang'e 3 machte die erste weiche Landung der Mond seit 1976 gesehen hat. China ist etwas geheimnisvoll über den Raum-Fortschritt, aber unter seiner erklärten Ziele ist es, eine bemannte Mondbasis etablieren.

Rick Tumlinson leitet der Asteroid Mining Company Deep Space Industries, die darauf abzielt, die Tankstelle, Baumarkt Zentrum und der Luft-Wasser-Anbieter für Raum Siedlungen werden. In den 1970er Jahren arbeitete eine junge Tumlinson in Princeton Space Studies Institute, wo er unter dem Einfluss von Gerard O'Neill und Science-Fiction-Autor Arthur C Clark (bekannt sie als "Onkel Arthur") kam. Er führte sogar die New York-Kapitel des Vereins L5. Deep Space spielt das lange Spiel aus einer Verpflichtung heraus, was er sagt, dass er im Jahr 1986 mit mehreren NewSpace Unternehmer gemacht. Nach Tumlinson verpflichtet sie ihr Leben und Vermögen "machen den menschlichen Ausbruch in den Raum in unserem Leben passieren".

Tumlinson gehörte zu einer Gruppe, die die Raumstation kommerziell von der russischen Regierung für ein paar Monate im Jahr 1999 vermietet. Nannte es MirCorp, sie gaben ihren Venture eine Gegenkultur, augenzwinkernde Persönlichkeit und schickte eine Jolly Roger Flagge mit den ersten kommerziellen Kosmonauten. NASA und das State Department waren nicht amüsiert. Sie legten unter starken Druck auf die Russen zu Mir de-orbit um auf der ISS, dann im Bau zu konzentrieren. Die aktuelle Ernte von Raum-Unternehmer, wie Moschus und Amazons Jeff Bezos, sah Mir die feurige Wiedereintritt und Zerfall im Jahr 2001. Sie haben daraus gelernt und eine Menge Bemühung in Richtung Diplomatie und Regierung Zusammenarbeit zu widmen.

Eine Vision für das US-Raumfahrtprogramm aus der ersten Phase, Exploration, und zukunftsweisende sogar homesteading bringt anlässlich der Menschen zum Mars-Konferenz in Washington letzten Monat, Nasa-Chef Charles Bolden angelegt. "Wir, gerade jetzt, eine Erde angewiesen Arten sind", sagte er. "Aber nur Multi-Planet Spezies überleben, für einen langen Zeitraum hinweg." NASA-Pläne zunächst ein Asteroid Erfassung und Weiterleitung im Jahr 2025 dann abholen Fähigkeiten in das Testgelände in der Nähe von Erde bevor Sie sich aufmachen zu einem Ziel tausendmal weiter als der Mond. Wenn Menschen zum Mars in der 2030s (die viel verspottet Mars One Gruppe Ziele für das eher optimistische Ziel eine ordnungsgemäße menschlicher Besiedelung von 2024 bis 10 Jahren) erhalten, ist die Implikation, dass wir dort sein werden, zu bleiben.

Wenn große Siedlung noch ein wenig verrückt klingt, der Ansicht, dass von der Verabschiedung des Space Settlement Act 1988 bis zu seiner ruhigen Tod in den Papierkram Reduction Act von 1995, Aufbau außerirdischen Zivilisation das offizielle Ziel der USA im Weltraum war. Der Raum Siedlungs- und Development Act des Jahres 2015, derzeit im Entwurf, würde Förderung der wirtschaftlichen Entwicklung in Raum und Arbeit, aktuelle Strikturen gegen Eigentum im Raum rückgängig zu machen.

Das bringt uns zu was das größte Hindernis in der Nähe der Laufspitze sein könnte: Wer würde zu einer Stadt auf dem Mars zu bewegen? Nun, behaupten viele Leute zu interessieren, Anmeldung zu Mars eine unverbindliche Longlist des Kandidaten zum roten Planeten auszuwandern. López-Alegría, die ehemalige ISS seinen Wohnsitz hat, sagt aber, dass während er unsere Raum-Präsenz als skalierbare vorstellen könnte, er würde nicht freiwillig dauerhaft in einer Raum-Stadt zu leben. "Die Erfahrung des Seins im Raum ist großartig", sagt er, "aber nur im Kontext des Seins ein Erdenmensch und zu wissen, dass Sie zurück auf die Erde kommst."

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