Weltraum – Extreme Lebensräume und deren Bewohnbarkeit

Gestaltung im Kontext von isolierten und eingeschränkten Bedingungen - auf der Erde und im Weltraum

verfasst von: Sandra Häuplik-Meusburger, Sheryl Bishop

Verlag: Springer Nature Switzerland

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

Inhaltsverzeichnis

Über dieses Buch

Dieses Buch erforscht kreative Lösungen für die einzigartigen Herausforderungen, die mit der Gestaltung bewohnbarer Räume in extra-terrestrischen Umgebungen verbunden sind. Ziel ist es, einen konstruktiven Dialog zwischen den Forschern und Planern zukünftiger (Weltraum-)Lebensräume zu fördern. Die Autoren untersuchen die verschiedenen Konzepte des Begriffs Habitability [auf Deutsch Bewohnbarkeit] aus der Perspektive der Bewohner sowie der Planer und Sozialwissenschaften.

Das Buch gibt einen Überblick über die Entwicklung und die Fortschritte in der Gestaltung von Lebensräumen für bemannte Raumfahrzeuge und -habitate, und inkludiert auch analoge Forschungs- und Simulationseinrichtungen in extremen Umgebungen auf der Erde. Es zeigt auf, wie verschiedene Konzepte der Habitabilität gestalterisch umgesetzt wurden und welche noch fehlen. Der Schwerpunkt dieses Buches liegt auf der Identifizierung der wesentlichen Faktoren und kreativer Lösungen zur Schaffung von Lebensräumen, in denen sich Menschen wohlfühlen. Ausgewählte Aspekte werden vor einem sozial-räumlichen fachlichen Hintergrund diskutiert und mögliche Anwendungen aufgezeigt.

Human Factors und Habitability Design sind wichtige Themen für jedwede Arbeits- und Lebensräume. Für die bemannte Erforschung des Weltraums sind sie von entscheidender Bedeutung. Zwar wurden menschliche Faktoren und bestimmte Aspekte der Bewohnbarkeit in den Entwurfsprozess von bemannten Raumfahrzeugen integriert, doch besteht die Dringlichkeit von der reinen funktionalen Überlebensfähigkeit, in ein den Menschen unterstützendes Design überzugehen. Seit einigen Jahren anerkennt die NASA das Risiko eines inkompatiblen Fahrzeug- oder Habitatdesigns als ein Hauptrisiko für die menschliche Gesundheit und Leistungsfähigkeit im Weltraum an. Die Bewohnbarkeit und die menschlichen Faktoren werden für die Gestaltung künftiger langfristiger und kommerzieller Weltraumeinrichtungen noch wichtiger werden, wenn größere und unterschiedlichere Gruppen Lebensräume außerhalb der Erde nutzen.

Das Buch wird nicht nur Personen und Organisationen zugutekommen, die für bemannte Raumfahrtmissionen und Missionssimulatoren verantwortlich sind, sondern bietet auch relevante Informationen für Gestalter terrestrischer rauer Umgebungen (z. B. abgelegene Betriebs- und Forschungseinrichtungen, Krankenhäuser, Gefängnisse, Produktionsstätten). Darüber hinaus werden Erkenntnisse über die sozio-räumliche Beziehung vorgestellt, die für Sozialwissenschaftler, Ingenieure und Architekten im Allgemeinen von Interesse sind.

Inhaltsverzeichnis Kurz : 1. Einleitung.- 2. Habitability / Bewohnbarkeit: Vom ORT zum (Lebens) RAUM.- 3. Bewohnbarkeit als (Lebens) RAUM.- 4. Rezension: Studien zur Bewohnbarkeit und Architektur von Mockups und simulierten Umgebungen.- 5. Rezension: Studien zur Bewohnbarkeit und Architektur in In-Situ-Umgebungen.- 6. Projektionen.- 7. Blick in die Zukunft: Wie man eine Blechbüchse in ein Zuhause verwandelt: Lösungen für ausgewählte Dimensionen der (sozialräumlichen) Bewohnbarkeit.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung

Zusammenfassung

In diesem Kapitel wird dargelegt, warum eine extraterrestrische Umgebung als extreme Umgebung (Extreme Environment – EE) betrachtet werden kann und wie extreme Umgebungen Anforderungen mit sich bringen, die nicht ignoriert oder unterschätzt werden können. Es wird erörtert, wie menschlichen Faktoren und die Bewohnbarkeit durch die einzigartigen Merkmale isolierter und begrenzter extremer Umgebungen (Isolated and Confined Extreme Environments – ICEs) beeinflusst werden. Der Schwerpunkt liegt auf den Konsequenzen und Risiken, 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.

Sandra Häuplik-Meusburger, Sheryl Bishop

2. Habitability – Bewohnbarkeit: Vom Ort zum (Lebens) Raum

Zusammenfassung

Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die Entwicklung des Konzepts der ‚Bewohnbarkeit‘ im Kontext der extraterrestrischen Besiedlung und und dessen Planung, Herangehensweise und Umsetzung. Es skizziert die anfänglichen definierenden Merkmale, die aus der Forschung in isolierten, begrenzten und extremen Umgebungen auf der Erde hervorgegangen sind, verfolgt die Entwicklung mit Fokus auf den ‚Ort‘ (Standortmerkmale) hin zum Lebensraum (gebaute und bewohnte Umgebungen). Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Erweiterung von individuellen zu gemeinschaftlichen Lebensräumen, die durch die spezifischen Anforderungen extraterrestrischer Umgebungen geprägt sind.

Sandra Häuplik-Meusburger, Sheryl Bishop

3. Bewohnbarkeit als (Lebens) RAUM

Zusammenfassung

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 Ort“ (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 (Lebens)Raum“ entwickelt. Der Begriff ‚Habitability‘ wird von verschiedenen Disziplinen 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.

Sandra Häuplik-Meusburger, Sheryl Bishop

4. Rezension: Studien zur Bewohnbarkeit und Architektur von Mockups und simulierten Umgebungen

Zusammenfassung

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 extraterrestrische 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 Habitabilität langsam zu einem zentralen Thema in der Forschung über menschliche Anpassung und Wohlbefinden in extraterrestrischen Habitaten entwickelt hat. Die Struktur des Kapitels orientiert sich an den aktuellen NASA Technological Readiness Levels. Kurze Gastbeiträge von Astronauten und Simulationscrewmitgliedern ergänzen die Informationen.

Sandra Häuplik-Meusburger, Sheryl Bishop

5. Rezension: Studien von Bewohnbarkeit und Architektur in In-Situ-Umgebungen

Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden wichtige Meilensteine auf dem Weg zur Verbesserung der Akkuratesse von Habitabilitätsstudien beschrieben, die es uns schließlich ermöglichen sollen, die bestgeeigneten extraterrestrischen 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 Habitability langsam zu einem zentralen Thema in der Forschung über menschliche Anpassung und Wohlbefinden in extraterrestrischen 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.

Sandra Häuplik-Meusburger, Sheryl Bishop

6. Projektionen

Zusammenfassung

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 Personen gefragt, 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 Aufenthalt 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.

Sandra Häuplik-Meusburger, Sheryl Bishop

7. Blick in die Zukunft: Wie man eine Blechdose in ein Zuhause verwandelt. Lösungsansätze für ausgewählte Dimensionen der (sozialräumlichen) Bewohnbarkeit

Zusammenfassung

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 Distribution 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.

Sandra Häuplik-Meusburger, Sheryl Bishop

Titel: Weltraum – Extreme Lebensräume und deren Bewohnbarkeit
verfasst von: Sandra Häuplik-Meusburger
Sheryl Bishop
Verlag: Springer Nature Switzerland
Electronic ISBN: 978-3-031-25492-5
Print ISBN: 978-3-031-25491-8
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-25492-5