HAVEN Lunar Port and Base : design of a lunar arrival port with a long-term habitat for versatile crew occupations

• Main Author: Kerber, Sabrina
• Other Authors: Häuplik-Meusburger, Sandra, TU Wien, Österreich
• Format: Thesis
• Language: English
• Published: Wien 2020
• Subjects: Weltraumarchitektur; Mond; Habitat; Besatzung; Moon; Spacearchitecture; Crew; Lunar Arrival Port; South Pole; The Haven; South pole
• Online Access: https://doi.org/10.34726/hss.2020.71681; https://hdl.handle.net/20.500.12708/16324

Abweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers With the 50th anniversary of the Moon landing in July 2019, the Moon is experiencing a new boom. Space agencies, international organisation, and even the private sector are competing in what might be described as a new race to the Moon.This time, however, the goal is not only to set foot on Earth’s nearest neighbour, but to establish a base for long-term research.While initial missions will focus on short sorties, conducted directly from a lunar lander as it was done during Apollo, long-termmissions will make use of a more permanent outpost with increased habitability levels.The HAVEN Lunar Port and Base is an integral design for an arrivalport at the Moon’s South Pole, based on the sustainable reuse of discarded lander components. The main elements of the compound are a launch and landing area for incoming and leaving crews, a hangar to place landers and lander components into interimstorage, and a long-term habitat.The habitat provides room for a permanent crew of four, which runs the arrival port and conducts research in the area of lunar habitability. In addition, HAVEN will house short-term crews of another four astronauts for an acclimatisation and instruction period of up to ten days, before their distribution to their respective research outposts at the lunar South Pole. The HAVEN design pays special attention to this versatile and fast-changing crew;the architecture aims to cater to the different privacy needs of thetwo seperate sub-crews, while simultaneously encouraging an exchange of experience and expertise, as well as the formation of alarger community, in shared areas.The habitat consists of a rigid centre component and a multilayer inflatable and accommodates all habitation needs from dedicated work and communication spaces, over private crew quarters,as well as leisure time areas, to technical support systems and a greenhouse. Empty propulsion tanks of discarded lander descent stages are used in the construction of the habitat’s radiation shielding, in order to achieve both, a more sustainable and more economic construction process.In a holistic approach, the thesis design HAVEN includes an analysisof the lunar environmental conditions, as well as structural,technical, and habitability needs, the selection of mission support equipment needed to construct and maintain the base, and the necessary architectural deliberations, plans and details. Mit dem 50. Jubiläum der Mondlandung im Juli 2019 erlebt der Mond einen neuen Aufschwung. Raumfahrtbehörden, internationale Organisationen und sogar der privatwirtschaftlicheSektor zeigen verstärktes Interesse an der Planung von Mondmissionen.Dieses Mal jedoch ist das Ziel nicht nur die Landung eines Menschens auf dem nächsten Nachbar der Erde, sondern die Etablierung einer langfristigen Forschungsstation. Während sich erste Missionen auf kurze sogenannte Sorties beschränken werden, durchgeführt wie schon zu Apollo Zeiten direkt von den Mondlandefahrzeugen aus, benötigen die angestrebten Langzeitmissionen permanentere Stützpunkte mit einem höheren Anspruch an Habitabilität.HAVEN Lunar Port and Base ist ein Entwurf für einen Stützpunkt am Südpol des Mondes, basierend auf der nachhaltigen Wiederverwendung von ausrangierten Teilen von Mondlandefähren. Das HAVEN Areal besteht aus mehreren Komponenten,unter anderem aus einem Lande- und Startplatz zur Koordinierung der ankommenden Missionen am Südpol,einem Hangar zur Zwischenlagerung von Mondlandefahrzeugen und deren ausrangierten Komponenten, sowie einem Langzeithabitat. Das Habitat bietet Platz für eine permanente Crew aus vier Astronauten,welche den Stützpunkt und die Start- und Landetätigkeiten koordinieren, sowie Forschung im Bereich der Habitabilität am Mond betreiben. Zusätzlich werden in HAVEN vierköpfige Kurzzeit-Crews für Akklimatisierung- und Instruktions-Aufenthalte von bis zu zehn Tagen aufgenommen, bevor diese zu respektiven Forschungsstützpunkten am Südpol transportiert werden. Ein Fokus des HAVEN Designs liegt auf dieser vielschichtigen und schnell-wechselnden Besatzungssituation; die Architektur des Habitats untersützt die unterschiedlichen Ansprüche an Privatsphäre der zwei Crews, fördert jedoch gleichzeitig einen Austausch von Erfahrungen und Expertisen,sowie das Entstehen einer Community, in gemeinschaftlich genutzen Bereichen. Eine zentrale rigide Komponente und eine mehrschichtige aufblasbare Membran bilden die Struktur des Habitats, welches sämtliche Wohnansprüche von Arbeits- und Kommunikationsbereichen,über private Crewquartiere und Freizeiträume, bishin zu technischen Supportsystemen und einem Gewächshaus beinhaltet. Leere Treibstofftanks der Abstiegsstufe von Mondlandefähren werden im Strahlungsschutz des Habitats verwendet,um eine ökologisch und ökonomisch nachhaltige Konstruktion zu garantieren.In einem ganzheitlichen Ansatz beinhaltet die Diplomarbeit zum HAVEN Entwurf eine Analyse der Bedingungen am Mond, sowie der strukturellen, technischen und wohnlichen Ansprüche, die Auswahl und Koordinierung von Supportsystemen,welche die Grundvoraussetzung zum erfolgreichen Bau und Betrieb eines Mondhabitats bilden, sowie alle notwendigen architektonischen Überlegungen, Pläne und Details. 174