A methodical approach to the transfer and the integration of design knowledge from terrestrial extreme environment structure designs to inhabited space structure design concepts

Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Thema des "Design Transfers" zwischen extremen terrestrischen Umgebungen und dem Weltraum. Ziel ist, eine systematische Behandlung des Themas aufzuzeigen und Ansätze für eine Transfer-Strategie (Methode) zu entwickeln.<br /> Große und einflussreiche Expeditionen der Geschichte, die von Menschen in Extremumgebungen der Erde (z.B. Polarexpeditionen) oder in den Weltraum unternommen wurden, zeigen, dass der jeweilige technische Fortschritt eine kritische Rolle bei der erfolgreichen Umsetzung spielt.<br />Die aktuelle Planung der Infrastruktur, die für die bemannte Erforschung des Mondes und des Mars verwendet werden soll, benötigt eine intensive Vernetzung von vorhandenem Wissen über das Leben von Menschen in extremen Umweltumgebungen und deren Ressourcen. Erkenntnisse aus dieser Vernetzung können dazu beitragen, die Konzeption und den Bau von Weltraumhabitaten effizienter innovativer und besser geeignet für das Leben und Arbeiten der Menschen unter Weltraumbedingungen werden zu lassen. Die bisherigen Forschungsprojekte in diesem Bereich des "Design-Transfers" zwischen terrestrischen und Weltraumumgebungen waren nicht in eine methodische Herangehensweise eingebunden. Deshalb wird in dieser Arbeit der Versuch unternommen anhand von exemplarischen Designprojekten einen strukturierten und methodischen Ansatz zu finden, der als Vorbild für zukünftige Studien und Projekte in dieser Richtung, Weltraumdesign und -architektur, dienen kann.

This work proposes a methodical approach to the transfer and integration of design concepts, which are originally developed for terrestrial extreme environments to inhabited space structure design concepts. Like all the new frontiers in the terrestrial human exploration history (i.e. polar expeditions, underwater research, geographical discovery expeditions etc.), planetary exploration enterprises will also be built up on the past human experience in extreme environments alongside technological progress. The ongoing design and development activity, concerning the human exploration of the Moon and the Mars requires extensive networking of many disciplines, as well as the effective use of human knowledge on extreme environments.<br />The utilization of the previous experience not only in the space missions but also in the terrestrial extreme environments can provide vast benefits in exploration architecture design. However, the design transfer attempts without an extensively applicable structure are likely to stay inconsequent and not repeatable in means of character and method. Therefore a transfer system, featuring a literature search on terrestrial extreme environment designs, basic evaluations and clear transfer processes is needed. The proposed design transfer method is expected to enhance the planetary exploration infrastructure designers with a practical tool, enabling them to do systematic and efficient design transfer from terrestrial extreme environments.