Lokalisierte Stabilisierung von Lunar Lava Röhren

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Eine Studie der Purdue University legt nahe, dass der Mond eine Reihe von breiten unterirdischen Lavaröhren enthält, die bis zu 5000 m breit und etwa 1500 m hoch sind und in denen unterirdische Städte gebaut werden könnten. Solche Röhren würden potenzielle Bewohner vor kosmischer Strahlung und vor extremen Temperaturen an der Oberfläche schützen.

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Vor dem Bau von Gegenständen in solchen Röhren müsste das Innere der Lavaröhren auf Unversehrtheit des Gesteins untersucht werden, und wo lokalisierte Schwächen festgestellt wurden, müssten diese behoben werden. Das Risiko, dass sich ein Stein oder ein Felskeil von der Rückseite / dem Dach / der Decke oder den Wänden des Rohrs löst und auf Personen, Anlagen, Geräte oder Gebäude fällt, muss gemindert werden.

Was wäre der beste Weg, um lokale Schwachstellen in der inneren Oberfläche der Lavaröhren zu stabilisieren?

Im Folgenden finden Sie einige gängige Tools und Techniken, um natürlichen und technischen Strukturen Stabilität zu verleihen:

  • Gespannte Kabelschrauben
  • Felsbolzen
  • Spritzbeton
  • Spritzbeton, Stahlgitter und Schrauben
  • Betonauskleidung über Schalung im Gegensatz zu Spritzbeton
  • Polymerbeschichtungen
  • Keramikbeschichtungen
civil-engineering geotechnical-engineering reinforcement Fred
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Wenn etwas kurz vor dem Fall steht, warum sollten Sie es dann nicht sofort fallen lassen, bevor Sie eine Stadt darunter bauen?
Dave Tweed
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@ DaveTweed: Stimmt, aber eine raue Stelle ergibt sich aus der Fallstelle, die versiegelt werden müsste. Alles, was aus einer Höhe von 1000 - 1500 m fällt, würde Schaden anrichten, selbst an einem kleinen Stein. Wenn die Fallstelle nicht versiegelt wurde, kann es zu einem weiteren Auflösen des Gesteins kommen, was zu einem noch größeren Problem führt.
Fred
Müsste die Höhle nicht versiegelt werden, damit sie unter Druck gesetzt werden kann? Dann wäre die Sorge nicht wirklich etwas, das hereinfällt, sondern ausbläst. Ich denke, ein transparentes Polymer wäre cool, aber ich bin mir nicht sicher, wie wir es dort hochbringen werden.
Jhabbott
@ Jhabbott: Guter Punkt über mögliche Druckbeaufschlagung. Dies würde die Mobilität der dort lebenden Menschen erleichtern. Vielleicht besteht ein Teil der Antwort darin, Kuppeln in den Rohren zu konstruieren, die unter Druck gesetzt werden könnten und einen gewissen Schutz gegen Steinschläge bieten könnten. Wie ich in meinem Kommentar zu Dave Tweed sagte, wird alles, was aus 1000 m + fällt, selbst in den 1/3 g des Mondes viel Schaden anrichten. Die Reduzierung des Steinschlagrisikos wäre weiterhin eine Priorität. Als jemand, der an der unterirdischen Infrastruktur beteiligt war, weiß ich, dass die Aufrechterhaltung der Integrität der Oberfläche einer unterirdischen Öffnung der Schlüssel zur Stabilität ist
Fred

Antworten:

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Der natürliche Weg, es zu stabilisieren, besteht darin, es unter Druck zu setzen. Der normale atmosphärische Druck beträgt ~ 100 kPa. Dazu sollte ein gigantischer luftdichter Liner in die Lavaröhre eingesetzt werden. Es wäre etwas größer als die Höhle, um Drucklasten auf Felswände und Dichtungen zu übertragen. Es muss ein schwieriges Gleichgewicht zwischen dem durch die Schwerkraft verursachten Gesteinsdruck und dem inneren Gasdruck hergestellt werden. Es ist eine herausfordernde technische Aufgabe, sieht aber realistischer aus als großtechnische Arbeiten unter der Mondoberfläche.

Als Vorteil bietet diese Lösung einen großen Wohnraum.

Ein Präzedenzfall in der terrestrischen Ingenieurpraxis besteht beim Bau von U-Bahn-Tunneln unter dem Flussbett.

Das fragliche Bild zeigt einen sehr "künstlichen" Querschnitt. Die schöne FEA-Analyse kann mit realistischerem Querschnitt und Innendruck wiederholt werden.

terrestrische Lavaröhre

Terrestrischer Lavaröhrenquerschnitt. Der flache Boden einiger Lavaröhren ist normalerweise ein Ergebnis späterer Sedimente.

Val
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Der Umschlag kann in mehrere isolierte Abschnitte mit Luftschleusen zwischen ihnen aufgeteilt werden.
Nick Alexeev