Lebensräume im Weltraum und Bewohnbarkeit, 1. Aufl. 2024
Design für isolierte und eingeschränkte Umgebungen auf der Erde und im Weltraum

Dieses Buch erforscht kreative Lösungen für die einzigartigen Herausforderungen, die mit der Gestaltung bewohnbarer Räume in außerirdischen Umgebungen verbunden sind. Ziel ist es, einen konstruktiven Dialog zwischen den Forschern und Planern zukünftiger (Weltraum-)Lebensräume zu fördern. Die Autoren untersuchen die verschiedenen Konzepte des Begriffs Habitability aus der Perspektive der Bewohner sowie der Planer und Sozialwissenschaften.

Das Buch gibt einen Überblick über die Entwicklung und die Fortschritte bei der Gestaltung von Lebensräumen für bemannte Raumfahrzeuge sowie über analoge Forschungs- und Simulationseinrichtungen in extremen Umgebungen auf der Erde. Es zeigt auf, wie verschiedene aktuelle und künftige Konzepte der Habitabilität in der Gestaltung umgesetzt wurden und welche noch fehlen. Der Schwerpunkt dieses Buches liegt auf der Identifizierung der wichtigen Faktoren, die für das Wohlbefinden in unseren zukünftigen Weltraumumgebungen sorgen werden, und auf der Förderung kreativer Lösungen zur Schaffung von Lebensräumen, in denen sich Menschen wohlfühlen können. Ausgewählte Aspekte werden vor einem sozial-räumlichen fachlichen Hintergrund diskutiert und mögliche Anwendungen aufgezeigt.

Human Factors und Habitability Design sind wichtige Themen für alle Arbeits- und Lebensräume. Für die Erforschung des Weltraums sind sie von entscheidender Bedeutung. Zwar wurden menschliche Faktoren und bestimmte Aspekte der Bewohnbarkeit in den Entwurfsprozess von bemannten Raumfahrzeugen integriert, doch besteht ein entscheidender Bedarf, von der reinen Überlebensfähigkeit zu Faktoren überzugehen, die das Gedeihen unterstützen. Bereits heute hat die NASA das Risiko eines inkompatiblen Fahrzeug- oder Habitatdesigns als anerkanntes Hauptrisiko für die menschliche Gesundheit und Leistungsfähigkeit im Weltraum identifiziert. Die Bewohnbarkeit und die menschlichen Faktoren werden für die Gestaltung künftiger langfristiger und kommerzieller Weltraumeinrichtungen noch wichtiger werden, wenn größere und unterschiedlichere Gruppen Lebensräume außerhalb der Erde nutzen.

Das Buch wird nicht nur Personen und Organisationen zugute kommen, die für bemannte Raumfahrtmissionen und Missionssimulatoren verantwortlich sind, sondern bietet auch relevante Informationen für Designer terrestrischer rauer Umgebungen (z. B. abgelegene Betriebs- und Forschungseinrichtungen, Krankenhäuser, Gefängnisse, Produktionsstätten). Darüber hinaus werden allgemeine Erkenntnisse über die sozio-räumliche Beziehung vorgestellt, die für Sozialwissenschaftler, Ingenieure und Architekten von Interesse sind. 

1.1. Danksagungen

1.2. Zielsetzung

1.3. Aufbau des Buches

2. DEFINITION VON BEWOHNBARKEIT: EIN ÜBERBLICK

In diesem Kapitel wird die Bedeutung des Wortes "Bewohnbarkeit" in verschiedenen Disziplinen zusammengefasst. Es untersucht die Definition für "extreme" und isolierte und begrenzte Umgebungen und fasst die beobachteten Auswirkungen auf den Menschen in solchen Umgebungen zusammen. Abschließend werden die Auswirkungen einer beeinträchtigten Bewohnbarkeit erörtert.

2.1. Was ist Bewohnbarkeit? - ein historischer Überblick über Konzepte und Modelle

2.2. Extreme Umgebungen - Definition in der Literatur, was wird als extreme Umgebung angesehen, welche Arten von extremen Umgebungen sind relevant

2.3. Isolierte und eingeschränkte Umgebungen - Definition in der Literatur, Was wird als isolierte und eingeschränkte Umgebung betrachtet.

2.4. Beobachtete Auswirkungen auf den Menschen - welche (negativen) Auswirkungen sind mit extremen Umgebungen und ICE-Umgebungen verbunden?

2.5. Die Auswirkungen der beeinträchtigten Bewohnbarkeit - Zusammenfassung

3. DIE HABITABILITÄTSMATRIX

In diesem Kapitel wird das zusammenhängende Modell der psychologischen, physiologischen, soziokulturellen und räumlichen Aspekte der Bewohnbarkeit beschrieben. Es erläutert die Beziehung zwischen den einzelnen Elementen der Bewohnbarkeit: der Mensch als Individuum und als Gruppe, das Umfeld und die Zeit.

3.1. Ein sozialräumlicher Ansatz für die Gestaltung von Lebensräumen - Einführung und Darstellung der Wechselbeziehung zwischen sozialem und physischem Raum.

3.2. Die Elemente

3.2.1. Das Individuum (Zustand, physische und psychische Gesundheit, Verhalten)

3.2.2. Die Gruppe (Zusammensetzung der Besatzung, Auswahl, Geschlecht, Kultur)

3.2.3. Das Umfeld (Bedingungen der tatsächlichen Umgebung, Dauer der Mission, Aufgaben, Art des Lebensraums)

3.2.4. Die Zeit (Einsatzdauer, Änderungen während des Einsatzes)

3.2.5. Zusammenfassung

4. FRÜHERE STUDIEN ÜBER BEWOHNBARKEIT UND MENSCHLICHE FAKTOREN

Dieses Kapitel gibt einen Überblick über einschlägige frühere Studien, die sich mit Bewohnbarkeit und menschlichen Faktoren befassten. Für jede Studie werden die physikalischen und sozialen Rahmenbedingungen sowie missionsrelevante Details zusammengefasst. Ein Bild und/oder ein Plan oder Diagramm veranschaulicht den Inhalt. Die wichtigsten Ergebnisse oder Fragen werden hervorgehoben. Kurze Gastbeiträge von Astronauten und Mitgliedern der Simulationscrew ergänzen die Informationen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Forschung zu Full-Scale- und Langzeitsimulationen.

4.1. Historischer Überblick - listet alle relevanten kurz- und langfristigen Studien auf, einschließlich Polarmissionen im historischen Kontext. Die Studien werden in einer Tabelle zusammengefasst, aber nicht im Detail beschrieben

4.1.1. Frühe Polarmissionen

4.1.2. Andere ... Wüste, Berge, Meer, ...

4.1.3. Zusammenfassung der Studien

4.2. Studien zur Bewohnbarkeit im Weltraum

Dieses Kapitel gibt einen Überblick über durchgeführte Studien zur Bewohnbarkeit von Raumstationen.

1.1.1. Skylab-Studien

1.1.2. Studien zu Saljut und Mir

1.1.3. Shuttle- und ISS-Studien

4.3. Simulation im großen Maßstab Forschung

Dieses Kapitel gibt einen Überblick über ausgewählte Forschungsmissionen im Bereich der Simulation.

4.3.1. Biosphärenmissionen

4.3.2. HI-SEAS-Missionen

4.3.3. HERA-Aufgaben

4.3.4. Mission Mars 500

4.3.5. Andere ... (NEEMO, Mars-Simulationen in Utah, ... ), die erwähnt werden sollten, aber weniger wichtig sind, weil sie nur eine kurze Laufzeit haben ...

4.4. Zusammenfassung

5. BENUTZERERFAHRUNGEN

Dieses Kapitel behandelt persönliche Erfahrungen von Astronauten und analogen Besatzungsmitgliedern zu ausgewählten Themen. Die Texte werden aus Büchern, Berichten und persönlichen Interviews entnommen. Darüber hinaus werden Gastautoren eingeladen.

1.1. Schlafen auf Skylab (Skylab-Astronaut) - Beispiel, tbd

1.2. Frühes Leben auf Saljut und Mir (Kosmonaut) - Beispiel, tbd

1.1. Einsperrung während des HI-SEAS (HI-SEAS-Besatzungsmitglied) - Beispiel, tbd

1.2. Arbeiten an Bord der ISS (Astronaut)

1.3. Etc. - In Arbeit befindliche Arbeiten

6. Sondierung von Lösungen für AUSGEWÄHLTE DIMENSIONEN DER (sozialräumlichen) HABITABILITÄT

Dieses Kapitel beginnt mit einer Diskussion über passive und (inter-)aktive Elemente der Bewohnbarkeit. Es wird auf ausgewählte Aspekte eingehen, die für das langfristige Leben in einer ICE-Umgebung relevant sind.

6.1. Passive und aktive Elemente der Bewohnbarkeit - Definition

6.1.1. Die Notwendigkeit von Gegenmaßnahmen

6.1.2. Passive Gegenmaßnahmen

6.1.3. (Inter)Aktive Gegenmaßnahmen

6.2. Vernetzte Forschungslinien - Einführung von Disziplinen/Methoden aus anderen Bereichen, die relevant sein können

6.2.1. Einbeziehung der "Natur" in die Planung (Forschung über grünes Bauen, Forschung über die Savannenhypothesenlinie usw.)

6.2.2. Ansätze, die die kognitive Verarbeitung und den Stressabbau erleichtern (bionomische Fraktalforschung, evidenzbasiertes Design)

6.2.3. Konzepte zur psychologischen Vergrößerung des wahrgenommenen Raums (Raumdehnung, japanisches Landschaftsdesign, geometrische Illusionen usw.)

6.2.4. Andere ...

6.3. Anwendungen zur räumlichen Aufwertung und Habitatästhetik

6.3.1. Einbeziehung von Grünflächen (Mehrzweck-Gewächshäuser und Aquakultur-Elemente (Verwendung einer lebenden Wand in einem Arbeitsbereich, um die Luftqualität zu verbessern, für Grün zu sorgen und vielleicht Korps zu züchten..., auch gärtnerische Aktivitäten)

6.3.2. Einbeziehung des bionomischen Designs (fraktale Eigenschaften in Architektur und Innenarchitektur usw.)

6.3.3. Virtuelle Raumerweiterung (virtuelle Wände, die Abwechslung, Tiefenperspektive, Farbe, Interesse, Stimulation, Entspannung bieten; MEC (Multi-Environmental Chambers) oder Holodecks

6.3.4. Surrogat-Ansichten (Virtual Reality-Systeme , Persönliche Mitteilung

6.4. Anwendungen auf zeitbezogene Aspekte der Bewohnbarkeit (Möglichkeit zur Änderung der räumlichen Zusammensetzung, des Aussehens bestimmter Orte im Lebensraum, Anpassung an persönliche, Kleingruppen- und Gruppenpräferenzen usw.)

6.4.1. Tagesrhythmen und Jahreszeiten (technische Unterstützung zur Vorgabe von Jahreszeiten, Zeitgeber, Tagesschwankungen, persönliche Vorlieben)

 6.4.2. Andere

6.5. Anwendungen für persönliche Aktivitäten und persönlichen Raum (und Privatsphäre) (Verfügbarkeit, räumliche Orientierung, Volumen und Konfiguration, Objektmanagement, ergonomische Sicherheit usw.)

6.6. Anwendungen auf Gruppenaktivitäten und Gruppenlebensräume (Territorialität, soziale Logik, Sinneswahrnehmung, Außenbeziehungen usw.)

6.6.1. Kommunikation (Unterstützung neuer Technologien)

6.7. Anwendungen auf tätigkeitsbezogene Aspekte

6.7.1. Schlaf (erholsame Ruhezeiten, Schlafrhythmen usw.)

6.7.2. Hygiene

6.7.3. Lebensmittel

6.7.4. Freizeit und Bewegung

o Systeme der virtuellen Realität (Spiele, Musik, Kunst)

6.7.5. Arbeit, Ausbildung und Lernen

o Systeme der virtuellen Realität (Spiele, Musik, Kunst)

6.7.6. Sonstige Gesundheit usw.)

7. Lösungen des 21. Jahrhunderts heute einbeziehen

In diesem Kapitel geht es darum, was getan werden muss, um die nächsten entscheidenden Schritte nach vorne zu machen.

Es wird erörtert, welche Forschungsarbeiten durchgeführt werden müssen, welche Ressourcen/Technologien in nächster Zukunft zur Verfügung stehen und welche in ferner Zukunft. Potenzielle Möglichkeiten zur Erprobung verschiedener Lösungen werden erörtert. Welche politischen Entscheidungen müssen getroffen werden. Was ist der Nutzen für die Menschen auf dem Planeten Erde.

7.1 Überleben bei einer Weltraum- oder Marsmission

7.2 Lösungen für den Planeten Erde

7.3 Zusammenfassung und Schlussfolgerung

Sandra Häuplik-Meusburger, PhD, ist Architektin und Forscherin, die sich auf kompakte, bewohnbare Designlösungen für extreme Umgebungen spezialisiert hat. Sie lehrt am Institut für Architektur und Entwerfen an der Technischen Universität Wien und ist akademische Leiterin des Lehrgangs Raum an der Wissenschaftsakademie in Niederösterreich. Sandra nutzt programmübergreifende Vergleiche und Analysen von bewohnten isolierten, eingeschränkten und extremen Umgebungen (ICEs) auf der Erde und im Weltraum aus menschlicher Sicht als Grundlage für die systematische Bewertung bestehender und zukünftiger Lebens- und Arbeitsumgebungen. Sie ist korrespondierendes Mitglied der International Academy of Astronautics (IAA) und stellvertretende Vorsitzende des Space Architecture Technical Committee (SATC) des American Institute of Aeronautics and Astronautics. Sandra hat mehrere wissenschaftliche Arbeiten veröffentlicht und ist Autorin der Bücher "Architecture for Astronauts" (Springer, 2011) und "Space Architecture Education for Engineers and Architects" (Springer, 2016).

Sheryl L. Bishop, PhD, ist eine Sozialpsychologin und Verhaltenswissenschaftlerin, die ihre Fähigkeiten im Laufe ihrer Karriere vielseitig eingesetzt hat. Als emeritierte Professorin an der University of Texas Medical Branch hat sie an allen vier Fakultäten gelehrt: Medizin, Krankenpflege, Gesundheitswissenschaften und der Graduiertenschule für Biomedizinische Wissenschaften sowie als Dozentin an der International Space University in Straßburg, Frankreich. Als international anerkannte Verhaltensforscherin in extremen Umgebungen hat Dr. Bishop in den letzten 35 Jahren die menschliche Leistung und die Gruppendynamik in Teams in extremen, ungewöhnlichen Umgebungen untersucht. Dazu gehörten Höhlenforscher, Bergsteiger, Überlebensgruppen in der Wüste, Polarexpeditionen, Überwinterungsgruppen in der Antarktis und verschiedene Simulationen von isolierten, begrenzten Umgebungen für den Weltraum, einschließlich ein

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Bietet eine Zusammenstellung von Studien zur Bewohnbarkeit in extremen Umgebungen

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