Avaruustaloja Maassa
Saksan uuden Etelämanneraseman, Neumayer-III:n, ydinosaksi saattaa tulla ESAn suunnittelema uudenlainen rakennus, jossa käytetään hyväksi avaruussovelluksia varten kehitettyä tekniikkaa. Uuden aseman täytyy täyttää tiukemmat lait, joita on säädetty suojaamaan Etelämantereen ympäristöä. Juuri tässä avaruusteknologia pystyy auttamaan.
Vuonna 2001 Saksan napa- ja valtameritutkimuksesta vastaava Alfred Wegener -instituutti ja Saksan Etelämanner-asema tutustuivat ESAn alustavaan SpaceHouse-suunnitelmaan, ja päättivät yhteistyöstä ESAn kanssa. SpaceHouse-talossa käytettyjä ratkaisuita hyödyntävän napa-alueen erikoisolosuhteita kestävän rakennuksen alustava suunnitelma esiteltiin Saksan Etelämantereen tieteellisen tutkimuksen toimikunnan 28. kokouksessa Bremenissä viime kuussa.
SpaceHouse
Ajatus Maan pinnalla käytettävän 'SpaceHouse'-avaruustalon suunnittelusta syntyi jo viisi vuotta sitten heti Izmitissä, Turkissa, vuonna 1999 sattuneen suuren maanjäristyksen jälkeen. "Ryhdyimme pohtimaan, voitaisiinko joitakin avaruuden hyödyntämiseksi kehittämistämme uusista tekniikoista käyttää täysin maanjäristyksen kestävien asuntojen tuottamiseen", sanoo ESAn teknologiansiirto-ohjelmassa työskentelevä Fritz Gampe.
"Alustava tavoite oli käyttää rakennuksessa samoja ultrakeveitä hiilikuitukomposiitteja, joita ESA käyttää avaruusaluksissaan suurissa itsekantavissa rakenteissa, antenneissa ja aurinkopaneeleissa, ja valmistaa niistä itsekantava, kevyt solumainen rakenne, joka kestää vakavia maanjäristyksiä. Tämä ajattelutapa on jyrkästi vastakkainen monien nykyisten rakenneratkaisujen kanssa, jotka käyttävät suurten järistysvoimien vastustamiseen yhä enemmän terästä ja betonia."
Insinöörit ja suunnittelijat päätyivät rakenteeseen, joka on pallomainen - yksi kaikkein vakaimmista itsekantavista muodoista. Jaloilla seisovana se on eristetty eristetty kaikista alla tapahtuvista liikkeistä, koska se periaatteessa liukuu Maan pinnalla. Nykyisessä muodossaan SpaceHouse kestää rasitukset, jotka syntyvät enintään 7 Richterin asteikon maanjäristyksestä, suurimmillaan 220 kilometrin tuntinopeudella puhaltavasta myrskytuulesta tai korkeimmillaan kolmen metrin korkuisesta tulvasta. Nämä spesifikaatiot määriteltiin keskusteluissa vakuutusalan kanssa tyypillisiä eurooppalaisia kohteita ajatellen.
Talo on suunniteltu omavaraiseksi. Se käyttää hyväkseen tehokkaasti aurinkovoimaa samoin kuin kehittyneitä kierrätys- ja vedenpuhdistusjärjestelmiä. Nyt piirustuslaudalla oleva uusi idea on liittää mukaan järjestelmä poistamaan ilmasta patogeenisiä, mikronia pienempiä hiukkasia.
Juuri nämä seikat ESAn konseptissa kiinnostavat saksalaisia napatutkijoita. Täyttääkseen Etelämantereen ympäristön asettamat tiukat vaatimukset, täytyy rakenteiden olla täydellisesti poistettavia käytön jälkeen, eivätkä ne saa saastuttaa ympäristöä. Lisäksi niiden täytyy kestää ankarat olosuhteet. SpaceHousen kevyt rakenne kestää enintään metrin paksuisia vuotuisia lumikuormia uppoamatta jäähän, ja se ylittää myös muut Etelämantereen rakennuksille asetetut ympäristölliset vaatimukset. Lisäksi se on helppo kuljettaa pois paikalta käytön jälkeen.
Avaruudesta arkikäyttöön
SpaceHousen suunnittelussa käytetty teknologia saattaa kiinnostaa myös Euroopan asuntorakennusmarkkinoita.
"Rakennusteollisuuden sektori kuuluu Euroopan suurimpiin, sillä se työllistää 28 % eurooppalaisista ja sen liikevaihto on lähes 10 % BKT:stä. Silti tätä sektoria ei voida pitää teknologisesti innovatiivisimpana, vaikkakin viime vuosina on käytetty valtavasti uusia materiaaleja ja menetelmiä," sanoo Fritz Gampe.
"Avaruusaseman tärkein ominaisuus on ylläpitää elämää avaruuden elämän kannalta mahdottomissa olosuhteissa, eikä se onnistu ilman huippuluokan teknisiä innovaatioita. Siksi avaruustekniikka pystyy antamaan paljon myös rakennusteollisuudelle Maan päällä."
Esimerkiksi rakennusmateriaaleina voitaisiin käyttää avaruuteen suunniteltuja, erittäin hyvin tulta kestäviä aineita ja kaikkiin SpaceHousen osiin voitaisiin levittää ohutta metallipintaista polymeerikalvoa, erääntaista sähköä johtavaa muovikelmua, jota voisi käyttää mm. suojaamaan salamaniskuilta.
ESA on kehittänyt SpaceHousen alustavaa konseptia ja teknologista perustaa teknologiansiirto-ohjelmansa puitteissa. Seuraava vaihe on SpaceHousen prototyypin rakentaminen; sen avulla voidaan esitellä ja tutkia sen mahdollisuuksia laajemmilla markkinoilla ja sopivuutta pysyvien asuntojen konseptiksi.
Pierre Brisson, ESAn teknologiansiirrosta ja avaruussovellusten käytön edistämisestä vastaavan toimiston johtaja, toteaa: "Lukuisat meidän avaruutta varten kehittämistämme tekniikoista ovat jo tarjonneet omaperäisiä ratkaisuja moniin ongelmiin Maan päällä. Uudet kestävän kehityksen vaatimukset merkitsevät sitä, että avaruusteknologia voi tarjota mielenkiintoisia ja tuottavia ratkaisuja rakennusteollisuudelle."
Neumayer-III
Jos kaikki sujuu suunnitellusti, Neumayer-III korvaa Neumayer II:n vuonna 2008. Heinäkuussa Saksan opetus- ja tiedeministeri Edelgard Bulmahn julkisti 26 miljoonan euron määrärahan Saksan uuden Etelämanneraseman rakentamiseen käyttämällä "uusimpia ja ympäristöystävällisimpiä materiaaleja, joita tätä ennen on käytetty vain avaruusteknologioissa".
Kun rahat nyt ovat käytettävissä, tullaan asettamaan itsenäinen ryhmä tutkimaan rakennuksen vaatimuksia ja päättämään, tullaanko SpaceHousen konseptia käyttämään sen pohjana.
