Realitytjek: Kan man bygge mælkebøtte-shelters på Mars?
Når fremtidens opdagelsesrejsende, astronauter, biologer, geologer osv. bosætter sig i en koloni på Mars, vil de på ekspeditionerne ud i Mars’ landskab få brug for at overnatte væk fra basen.
Et par arkitektstuderende fra Kunstakademiets Arkitektskole i København, Karl-Johan Sørensen og Sebastian Aristotelis Frederiksen, har udtænkt et bud på et overnatningssted.
Læs også: Utopiske shelters? Danskere vil høste strøm fra støvstorme på Mars
De forestiller sig 20 såkaldt Dandelion Shelters, på dansk ’mælkebøtte-shelters’, placeret på en rute. Shelterne skal minde om frøstanden på en mælkebøtte og lyse op i landskabet som fyrtårne, marsboerne kan navigere efter, når sigtbarheden er lav.
Den buskede overflade og selve beboelseskapslen oplades af statisk elektricitet, og gæster kan også tanke strøm på roverens batterier.
Forslaget deltager lige nu sammen med 135 ideer som det eneste danske i det britiske designmagasin Eleven Magazines åbne konkurrence ’Marstopia’ om fremtidens boliger på Mars.
Inspirerende – men har det gang på ’Mars’?
Projekterne skal inspirere, vise innovationshøjde – forstået som noget, man ikke har set før – og de må ikke være grebet ud af den blå luft. Samtidig er der dog intet krav om, at det skal være gangbart rent videnskabeligt og ingeniørmæssigt.
Og de to studerende erkender blankt over for Ingeniøren, at de ikke har spurgt videnskaben til råds undervejs. De har tænkt kreativt arkitekturmæssigt – og trukket teknologier ind, som måske vil kunne virke.
Men ville det faktisk fungere i virkeligheden? Ingeniøren har fået hjælp af to erfarne forskere, planetforsker og lektor Kjartan M. Kinch fra Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet og professor John Leif Jørgensen på DTU Space, der begge har kastet et hurtigt blik på projektideen.
Høster statisk elektricitet
I projektbeskrivelsen fortæller de to arkitektstuderende om teknologien. Og du kan læse mere om den i linket her.
Kort fortalt høster de glødende Dandelion Shelters statisk elektricitet fra støvpartikler gennem triboelektrisk effekt. Når silikat-støvet fra Mars kolliderer med akrylcoatede kulfibre på overfladen af shelteret, overføres elektronerne fra støvet til overfladen, og den negative ladning bevæger sig gennem de ledende kulfiber-elektroner og en omformer til batterierne, der driver shelterne. Manglen på jordforbindelse tackler man gennem koronaudladning.
Shelterne indeholder f.eks. også en lille algefarm, som både fungerer som en del af strålingsafskærmningen og som væksthus, hvor man kan producere proteinholdig mad.
DTU Space: Ser sjovt ud – men der mangler meget
John Leif Jørgensen hæfter sig umiddelbart ved en række ting, som de to arkitektstuderendes forslag ikke tager højde for.
Læs også: Mars er leveringsdygtig i gode byggematerialer
F.eks. kræver høst af O2 fra atmosfæren en eller anden form for elektrolyseinstallation, der igen kræver batterier.
Den højspændte energikilde kræver en form for transformatorstation, hvor man sikrer sig, at mælkebøtte-shelterne ikke lader op, når astronauterne nærmer sig.
Feltlinjerne fra koronaudladningsantennerne vil terminere deres støv/statisk elektricitets-opsamlere. Når der er samlet adskillige centimeter støv, vil dette bøje deres opsamlere nedad og ødelægge deres geometri.
Der ser ikke ud til at være nogen form for aircondition, CO2-scrubber (renser luften for kuldioxid) og H2O-opsamling og -genindvinding med mere.
Værst af alt er, at strålingen kommer fra alle retninger, så der skal langt mere afskærmning til på siderne af ’mælkebøtten’, forklarer DTU-professoren.
»Men alt i alt ser deres design sjovt ud. Det skaber billeder. Og ideen med ikke at have et fast hjem, men en række shelters på Mars, som nomaderne kan flytte rundt imellem, er i hvert fald ny. Men der skal en mindre hær af ingeniører ind over konceptet, før det kan flyves til Mars,« siger John Leif Jørgensen.
Niels Bohr Institutet: Godt tænkt med shelters
På Niels Bohr Instituttet roser Kjartan M. Kinch også ideen som sådan.
»Overordnet, så er ideen om nogle simple 'shelters' med ly, tryk, vand og energi til rådighed måske ikke dum, hvis man forestiller sig at have bygget en central Mars-base med nogle bestemte ofte anvendte ruter ud fra basen,« siger han.
Læs også: Nyt rumkapløb kræver gigantiske raketter – og de er på vej
Han peger på, at man rumforskningsmæssigt har arbejdet med ideen om et beboelsesmodul, som sendes til Mars ubemandet og står på Marsoverfladen klar til at modtage astronauter, allerede før de sendes af sted fra Jorden i et andet modul. Og med shelterne, der også sendes af sted i forvejen, ville man have et beboelsesmodul i reserve, hvis noget skulle gå galt.
»I praksis vil jeg dog sige, at den måde de beskriver systemet på, for mig ikke lyder, som om det ville fungere,« siger Kjartan M. Kinch og ridser udfordringerne op.
Svært at opbygge en ladning på ydersiden
For det første så kolliderer støvet ikke rigtig med noget. Støvpartiklerne er så fine, at de kun kan bevæge sig meget lidt i forholdt til luften. De bevæger sig rundt med vinden, men baldrer ikke ind i alle mulige forhindringer på vejen. Sand gør, men støv gør ikke.
»Det betyder dog ikke, at man ikke godt kunne opbygge en ladning på ydersiden af sådan et shelter ved direkte opladning fra atmosfæren. Men: Man mangler altså jord eller en modsat ladet pol, før man kan oplade et batteri. Man kan ikke lukke et kredsløb ved hjælp af gnistafladning som beskrevet,« siger Kjartan M. Kinch.
Gnistafladning er en måde at aflade ved at ’spilde energi’ ud i atmosfæren. Det er det helt modsatte af, hvad man ønsker, hvis man gerne vil oplade et batteri. Det kræver to forskelligt ladede poler, så der er det altså et problem, at man ikke kan jorde systemet effektivt, fortæller han.
»Det kunne måske lade sig gøre at lave en konstruktion hvor en side af shelteret lader positivt og en anden side er designet helt anderledes, så det lader negativt, så det er ikke helt utænkeligt, at den grundliggende idé kunne realiseres under en eller anden form,« siger Kjartan M. Kinch.
Mars-støvet er ultrafint – og hvad med vand?
Støvstormene bærer heller ikke særligt meget materiale med sig, så ’filling up its radiation barrier with dust and regolith’ som projektbeskrivelsen siger, kommer heller ikke til at ske.
Læs også: ESA-topchef ser en international månelandsby for sig
»Det er mikrometertynde lag af støv, der akkumulerer. Den optiske effekt af støvet er stor, når det er løftet op i atmosfæren. Men mængden af materiale er samlet set lille. I det hele taget er støvstormene på Mars betydeligt mindre dramatiske, end de nok ofte populært opfattes. Atmosfæren er så tynd, at der simpelthen ikke er særligt meget kraft og energi i vinden,« siger Kjartan M. Kinch.
Dandelion Shelters-konceptet forklarer også, hvordan man vil skaffe vand ved at trække det ud af atmosfæren.
»Hvis man har energi, så kan man ganske rigtigt i princippet isolere ilt fra atmosfæren ved at splitte kuldioxid i kul og ilt, og det vil i det hele taget være en central proces for at kunne leve på Mars,« forklarer planetforskeren.
»Men ’electrolysing air into water’ giver ingen mening for mig. Elektrolyse vil sige at splitte vand i ilt og brint, ikke at danne vand. Der er ganske lidt vand i luften på Mars, og der er ingen anden umiddelbar kilde til brint i atmosfæren. Så man kan ikke trække vand ud af atmosfæren,« siger han.
Derimod kan man sandsynligvis ret nemt grave is op af jorden på Mars, lidt afhængigt af, hvor på planeten man er, men det er jo en anden historie, funderer han.
Statisk elektricitet er spændende
»Men det er interessant at tænke på, om man på en eller anden måde kan trække energi ud af den statiske elektricitet, som ganske rigtigt bygges op på støvet og i atmosfæren på Mars,« siger Kjartan M. Kinch.
»Den praktiske udformning af et sådant system ville åbenlyst kræve en del test og udvikling, og jeg tvivler på, at det vil kunne betale sig i forhold til solpaneler eller en eller anden form for energi afledt af kernereaktioner, men ideen er bestemt værd at arbejde med. Men jeg må altså med beklagelse sige, at denne her idé nok er mere science fiction, end det er 'science facts', i hvert fald set med mine øjne,« siger han.
Hvad tænker du?
Kære læser! Du er velkommen til at kommentere på projektet og give forslag til, hvordan man kan løse de udfordringer, som Karl-Johan Sørensen og Sebastian Aristotelis Frederiksen også selv siger, de har teknologisk.
Husk, at de er arkitektstuderende, og altså ikke i gang med et naturvidenskabeligt studie.
