Design and analysis of a growable artificial gravity space habitat

Chen Muhao; Goyal Raman; Majji Manoranjan; Skelton Robert E.

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Design and analysis of a growable artificial gravity space habitat

机译：一种可耕的人工重力空间栖息地的设计与分析

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The goal of this study is to show the feasibility of designing a space habitat that advances the ability of humans to live in space for long periods. We first review the previous work on space explorations and summarized five unsolved fundamental problems: providing gravity, radiation protection, sustainable life support system, a large open space for human physiological and psychological comfort (survivable by professionals in trades other than highly trained astronauts), and a growth strategy to avoid the economic infeasibility of starting with the largest final version of the habitat. We present a detailed design of a rotating shielded habitat system and a growth strategy by repeated addition of new layers, without disturbing the inhabitants of the current habitat. The tensegrity paradigm is used to design the structure and to optimize the mass and cost of the habitat. Then, a detailed discussion of the structural dynamics and attitude control is given. Based on the human needs of temperature, cosmic radiation protection, atmosphere, clean water, food, physical fitness, and mental health, a life support system is demonstrated to show the livable environment under thermal and energy equilibrium. This habitat, space village one, allows a long-term human presence in space such as space tourism, interstellar travel, space mineral mining, Mars colonization, etc. (C) 2020 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

机译：本研究的目标是展示设计空间栖息地的可行性，这使得人类在长期长时间生活在空间中的能力。我们首先审查以前的空间探索工作，总结了五个未解决的基本问题：提供重力，辐射保护，可持续的生命支持系统，为人类生理和心理舒适的大型开放空间（由训练有素的宇航员以外的交易中的专业人士而生存），以及避免以最大的最大栖息地开始的经济不可行性的增长策略。我们通过重复添加新层，介绍了旋转屏蔽栖息地系统和生长策略的详细设计，而不会扰乱当前栖息地的居民。 TenseGrity范式用于设计结构并优化栖息地的质量和成本。然后，给出了对结构动态和姿态控制的详细讨论。基于人类的温度，宇宙辐射保护，大气，清洁水，食品，身体健康和心理健康的需求，证明了寿命支持系统，以显示热电和能量平衡下的宜居环境。这款栖息地，空间村，允许在空间旅游，星际旅行，太空矿物采矿，火星殖民化等中长期人类存在。（c）2020 Elsevier Masson SA。版权所有。

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来源
《Aerospace science and technology》 |2020年第2期|106147.1-106147.20|共20页
作者
Chen Muhao; Goyal Raman; Majji Manoranjan; Skelton Robert E.;
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作者单位

Texas A&M Univ Dept Aerosp Engn College Stn TX 77843 USA;

Texas A&M Univ Dept Aerosp Engn College Stn TX 77843 USA;

Texas A&M Univ Dept Aerosp Engn College Stn TX 77843 USA;

Texas A&M Univ Dept Aerosp Engn College Stn TX 77843 USA;

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收录信息美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类
关键词
Space habitat; Artificial gravity; Tensegrity systems; Adaptive structures; Sustainable life support system;

机译：空间栖息地;人工重力;矩形系统;自适应结构;可持续生命支持系统;

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