Transhab

TransHab-Konzeptzeichnung für die ISS

Erectable Torus Manned Space Laboratory – maßstabsgetreues Model von Goodyear (1961)

Das TransHab-Modul an der ISS (computergenerierte Darstellung)

Die Schichten der Hülle des TransHab-Moduls (computergenerierte Darstellung)

TransHab war ein Konzept der NASA für aufblasbare Wohnmodule im Weltraum. Das Konzept wurde in den 1990er Jahren am Lyndon B. Johnson Space Center entwickelt und wegen zu hoher Kosten wieder eingestellt. Die private Raumfahrtfirma Bigelow Aerospace erwarb die Rechte an den von der NASA entwickelten Patenten zum TransHab und plant eine auf diesem Konzept basierende private Raumstation zur kommerziellen Nutzung zu installieren.^[1][2][3]

Geschichtlicher Hintergrund

Erste Versuche mit aufblasbaren Technologien unternahm die NASA mit Echo 1 und Echo 2 im Jahre 1960. Der kugelförmige Satellit wurde in eine Umlaufbahn von 1.500 km geschossen und wurde danach auf einen Durchmesser von 30 m aufgeblasen. Dieser diente dann zur passiven Weiterleitung von Funkwellen. Der Durchmesser der Kugel ist nach einem Jahr auf 18 m geschrumpft. Der Satellit war 8 Jahre lang, bis zum Verglühen, sichtbar.

Die ersten Ideen zu aufblasbaren Habitatmodulen entstanden in derselben Zeit, als sich die NASA-Ingenieure mit Raumstations-Konstruktionen beschäftigten. Eine dieser Ideen war das Erectable Torus Manned Space Laboratory von einem Team des Langley Research Centers. Der Torus sollte einen Durchmesser von zirka 7 m besitzen und wurde maßstabsgetreu von Goodyear als Testversion (Erdanwendung) konstruiert und gebaut. Zur damaligen Zeit hatten die Entwickler jedoch Bedenken bezüglich einer Durchlöcherung des Torus durch Mikrometeoriten. Auch die Stabilität des Torus, durch Andockmanöver oder Crew- und Equipmentbewegungen im Inneren, wurde in Frage gestellt.^[4]

Ein weiteres Konzept was in dieser Zeit, von den Langley-Wissenschaftlern, entwickelt wurde, war eine hexagonale Raumstation mit sechs starren Modulen die mit aufblasbaren Speichen mit einem nichtrotierenden Zentralmodul verbunden sind. Die Station sollte ungefähr einen Durchmesser von 23 m haben und dadurch langsamer rotieren. Das nichtrotierende Zentralmodul sollte zum Andocken von Raumschiffen und für Forschungsarbeiten benutzt werden.^[4]

Mit dem Beginn des Apollo-Programms wurden die Arbeiten allmählich eingestellt. Die letzten Tests zeigten, dass die hexagonale Raumstation, mit deren starren Modulen und Wänden, einen erheblichen Vorteil in Bezug auf das Wärmestrahlungsverhalten und dem Mikrometeoritenschutz gegenüber der Torusform hat. Das Wärmestrahlungsverhalten wurde in einer Thermal-Vakuum-Kammer über mehrere Monate getestet. Dabei stellte sich heraus, dass die Wände der starren Module eine besser isolierende Wirkung besitzen als das Material beim Torus. Bezüglich des Schutzes vor Mikrometeoriten konnte noch keine qualitativen Aussagen getroffen werden, da zu dieser Zeit noch keine Testeinrichtungen existierten, die die Geschwindigkeiten hätten erzeugen können.^[4]

Das TransHab-Konzept

Der Name TransHab^[1] ist eine Abkürzung und bedeutet „Transit Habitat“. Der Name weist auf eine der ursprünglichen Nutzungsideen hin, nämlich die Nutzung als Wohnmodul eines Raumschiffs für einen Flug zum Mars. Die zweite Möglichkeit galt dem Einsatz auf der ISS. Zusätzlich sollte das Konzept bzw. die Technologie indirekt beweisen, dass solche aufblasbaren Module auch für Habitate auf der Marsoberfläche geeignet sind.^[5] Das Konzept beschreibt dabei:

• die Außenhülle bestehend aus mehreren Schichten:
  • „External Thermal Blanket“ – die äußere Temperaturisolierungsschicht
  • „MOD Shielding“ – die Schutzschichten gegenüber Mikrometeoriten- und Weltraummüll
  • „Kevlar Restraint Layer“ – eine zugfeste Schicht, die die Ausdehnung begrenzt und damit die Form bestimmt
  • „Redundant Bladders“ – mehrere Lagen gasdichter Blasen zur Haltung der Atmosphäre
  • „Internal Scuff Barrier“ – die innerste Strapazschicht, die von den Nutzern berührt wird

• die Kernstruktur beinhaltet:
  • eine Tunnelstruktur, bestehend aus CFK-Material
  • mehrere Flure, Schotts (Boden und Decke) und mehrere Zugänge zu diversen Ebenen
  • einen Wassertank, der als Strahlungsschutz um die Crewquartiere verläuft
  • einen Dockingmechanismus
  • und einen nicht druckbeaufschlagten Tunnel, der u. a. die Drucklufttanks für den Entfaltungsvorgang beinhaltet

Das TransHab-Konzept für die ISS sah ein druckbeaufschlagtes Volumen von 342 m³ vor. Dieses sollte aus 4 Ebenen bestehen, die Dockingebene und die Wohn- und Arbeitsebenen. Bei der Höhe der Ebenen wurde die Nutzungsart berücksichtigt, so ist Level 1 und 3 ca. 2,4 m hoch und Level 2 nur 2,1 m. Level 2 wird demzufolge als Lagerort und für die Crewquartiere genutzt, wohingegen Level 1 als Versammlungsort, zur gesellschaftlichen oder beruflichen Interaktion, dient und Level 3 als medizinischer und sportlicher Betätigungsbereich. Beide Ebenen beinhalten Beobachtungsfenster zur Sicht auf die Erde oder in den Weltraum.^[1]

Weblinks

Commons: TransHab – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• bigelowaerospace.com
• Kriss J. Kennedy: TransHab and the space architects. Fabric Architecture, September 1999, archiviert vom Original am 7. November 2014; abgerufen am 26. März 2011 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)). 
• Dan Schrimpsher: Interview: TransHab developer William Schneider. The Space Review, 21. August 2006, abgerufen am 26. März 2011 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)). 
• Harley A. Thronson et al.: Review of US Concepts for Post-ISS Space Habitation Facilities and Future Opportunities. (PDF) AAIA, 2010, abgerufen am 3. März 2011 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)). 

Quellen