Arkologie

 
Vertical farming oder Biosphäre 2 ?
 
Es gibt mindestens zwei Möglichkeiten, eine Arkologie zu realisieren:
 
1.) Biosphären mit vielen Arten von Organismen,
die vermutlich scheitern werden wie Biosphäre 2, und
 
2.) Technosphären mit wenigen Arten von Organismen,
die man jederzeit vollständig kontrollieren kann, wie beim vertical farming.
 
Eine einfache Technosphere enthält nur Sojabohnen, Knöllchenbakterien, Menschen, und Darmbakterien.
 
Alle Pflanzen werden in Hydrokultur und ohne Bodenbakterien gehalten, ausgenommen die Knöllchenbakterien der Hülsenfrüchte, die Stickstoff binden können.
 
Eine noch einfachere Technosphere enthält nur Chlorella- oder Spirulina-Algen als Primärproduzenten, und Hefe-Stämme für etwas mehr Protein.
 
Nur die grünen oder blauen Algen benötigen viel Licht, was eine große Fläche bedingt, die Hefen kann man dann in einem kleinen Bioreaktor züchten.
 
Absolut alle Rückführungs-Reaktionen werden durch eine Hochtemperatur-Verbrennung im Fokus eines Sonnenspiegels realisiert, so daß eine Anhäufung von Reststoffen völlig unmöglich ist.
 
Wenn man alle festen, flüssigen, und gasförmigen Ausscheidungsprodukte des Menschen bei hoher Temperatur restlos verbrennt, dann erhält man genau jene Substanzen die eine perfekte Nährlösung für die Hydrokultur abgeben, denn alles, was in den Menschen hinein kommt, das kommt auch wieder heraus.
 
Organische Gase, Schwefelwasserstoff, Phosphorwasserstoff, Viren, und Bakterien kann man mit Ozon zerstören.
 
Ozon kann man mit stillen Hochfrequenz-Entladungen in Luft erzeugen, und mit einem Braunstein-Katalysator wieder in ungiftigen Sauerstoff zurück verwandeln.
 
In der deutschen Wikipedia findet man die Begriffe:
"Arkologie", "Vertical farming", und "Biosphäre 2".
 
Weltraumhabitate funktionieren genau so wie die autarken irdischen Arkologien, nur daß sie, um durch die Fliehkraft künstliche Schwerkraft zu erzeugen, rotieren müssen.
 
(Schwerelosigkeit ist für Menschen gesundheitsschädlich.)
 
Um den menschlichen Gleichgewichtssinn nicht zu verwirren, muß ihre Rotationsgeschwindigkeit klein sein, und ihr Radius muß daher groß sein.
 
Ein großer Drehradius bedeutet nicht automatisch ein großes Volumen, denn man kann auch zwei kleine Arkologien durch ein langes Stahlseil mit einander verbinden, und sie dann um ihren gemeinsamen Schwerpunkt rotieren lassen.
 
(Im Weltraum sind viele kleine Räume sicherer als wenige große Räume.)
 
Auf der Erde schützen ein Kilogramm pro Quadratzentimeter Luft die Menschen vor der kosmischen Strahlung.
 
Eine 127 Zentimeter dicke Wand aus Eisen hat ebenfalls ein Kilogramm pro Quadratzentimeter.
 
Ein von Strom durchflossenes Rohr hat in seinem Inneren kein Magnetfeld, während im Außenraum das Magnetfeld vor geladenen Teilchen schützt.
 
Diese Anordnung paßt gut zu den ringförmigen (toroidalen) Weltraumhabitaten.
 
Die Weltraumhabitate baut man schon aus Kostengründen aus den Materialien und mit der Energie, die sich bereits reichlich im Weltraum befinden.
 
Die 2,2-milliardenfache Menge der Sonnenenergie geht nutzlos an der Erde vorbei.
 
(Querschnittsfläche der Erde zu Kugeloberfläche vom Durchmesser der Erdbahn.)
 
Im Planetoidengürtel sind riesige Mengen an nützlichen Rohstoffen leichter zugänglich als auf der Erde.
 
(Sehr geringe Schwerkraft und sehr große Oberflächen.)
 
Solarkraftwerke im Weltraum, die elektrische Energie über Mikrowellen auf die Erde übertragen, können alle Energieprobleme lösen.
 
(Das Baumaterial befindet sich bereits jetzt im Weltraum.)
 
Platinit ist eine Eisen-Nickel-Legierung mit 46 Prozent Nickel und 54 Prozent Eisen.
 
Platinit hat den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie Glas und Platin, ist aber wesentlich billiger als Platin.
 
Platinit wird als Einschmelzlegierung für Glas verwendet, so daß man die Fensterscheibe vakuumdicht an den Metallrahmen schweißen kann.
 
Drahtglas ist ein Gußglas mit einer Einlage aus Draht.
 
Bei einem etwaigen Glasbruch hält das Drahtgeflecht die Splitter zusammen und verringert dadurch die explosive Dekompression im Weltraum.
 
(Viele kleine Fensterscheiben sind im Weltraum sicherer als wenige große Fensterscheiben.)
 
Die Erde, die Planetoiden (oder Asteroiden) und die Meteoriten bestehen teilweise aus einer Eisen-Nickel-Legierung und teilweise aus Silikatmineralien.
 
Die Herstellung von Platinit und Glas mit Hilfe der im Weltraum reichlich vorhandenen Solar-Energie stellt also kein Problem dar.
 
Einige Planetoiden-Bahnen kreuzen die Erdbahn, was eine gewisse Gefahr für die Erde darstellt.
 
Diese Planetoiden wird man ohnehin überwachen müssen, ihre Bahnen korrigieren müssen und sie als leicht erreichbare Rohstoffquellen abbauen können.
 
Im Jahre 1895 (18, nicht 19) hat der russische Landlehrer Konstantin Eduardowitsch Ziolkowski Gewächshäuser (Orangerien) zur Sauerstoff- und Nahrungsversorgung für Raumstationen in der Erd-Umlaufbahn beschrieben.
 
Außerdem hat Ziolkowski auch noch das Flüssigkeits-Raketen-Triebwerk erfunden.
 
Seneca:
"Per aspera ad astra." (Durch Härte zu den Sternen.)
 
Konstantin Eduardowitsch Ziolkowski:
"Die Erde ist die Wiege der Menschheit, aber der Mensch kann nicht ewig in der Wiege bleiben."
 
Gerard K. O'Neill:
"Is the surface of the Earth really the right place for an expanding technological civilization?"
 
Lohnende Google-Suchbegriffe:
(immer die ganze Zeile mitsamt den Hochkommas hinein kopieren)
"Space Colony Art from the 1970s"
"Space Studies Institute"
"Satelliten sollen Sonnenlicht gebündelt zur Erde schicken"
 
 

Nachtrag vom 2. Mai 2020:
Noch besser als die Spirulina-Zucht im Sonnenlicht
ist die Gas-Fermentation von solarem Wasserstoff:
Das Proteinmehl Solein wird aus Bodenbakterien im Fermenter
gezüchtet mit Kohlendioxid und Stickstoff aus der Luft sowie
Wasserstoff aus Solarenergie und mit einigen Mineralien.
Das Verfahren ist jeder Art von Landwirtschaft in jeder
Hinsicht mindestens um den Faktor 10 überlegen.
Das kommt daher, dass die Solarzellen der Photosynthese
um mehr als den Faktor 10 überlegen sind.
Wirkungsgrad der Photosynthese von Landpflanzen: unter 2 Prozent,
Wirkungsgrad der Photosynthese von Spirulina: unter 6 Prozent,
Wirkungsgrad der Silizium-Solarzellen: über 20 Prozent,
Wirkungsgrad der Alkalischen Elektrolyse: rund 70 Prozent,
Wirkungsgrad von Solarzellen und Elektrolyse: rund 14 Prozent.
Link:
https://science.orf.at/stories/3200087/

Links sind hier nur noch im Autorenkommentar erlaubt:

"MELISSA" (Micro-Ecological Life Support System Alternative):

http://ecls.esa.int/ecls/?p=newmelissaloop

http://ecls.esa.int/ecls/?p=aboutmelissa

Arkologie:

http://de.wikipedia.org/wiki/Arkologie

Vertical farming:

http://de.wikipedia.org/wiki/Vertical_farming

Die Knopsche Nährlösung für die Hydrokultur, Hydroponik oder Aeroponik hat die folgende Zusammensetzung:

1,00 g/l Ca(NO3)2 Calciumnitrat,
0,25 g/l MgSO4 * 7 H2O Magnesiumsulfat,
0,25 g/l KH2PO4 Kaliumdihydrogenphosphat,
0,25 g/l KNO3 Kaliumnitrat,
Spuren FeSO4 * 7 H2O Eisen(II)-sulfat.

Weil zur Zeit von Wilhelm Knop die Chemikalien nicht besonders rein waren, konnte man auf den Zusatz von weiteren Spurenelementen verzichten.

Bei den heutigen, viel reineren Chemikalien wird der Zusatz von Spurenelementen empfohlen, zum Beispiel in Form der A-Z-Lösung nach Hoagland.

Biosphäre 2:

http://de.wikipedia.org/wiki/Biosph%C3%A4re_2

Space Colony Art:

http://www.nas.nasa.gov/About/Education/SpaceSettlement/70sArt/art.html

Space Studies Institute:

http://www.ssi.org/

Solarstrom aus dem Erdorbit:

http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,534225,00.html


Karl Bednarik, Anmerkung zur Geschichte

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