ЗАГАЛЬНІ МЕТОДОЛОГІЧНІ ПІДХОДИ, ПОЛОЖЕННЯ  І ПРИНЦИПИ СТВОРЕННЯ ЖИТЛОВОГО МОДУЛЯ МІСЯЧНОЇ БАЗИ

Т. Д. НІКІФОРОВА; С. Є. ШЕХОРКІНА; О. Г. ЗІНКЕВИЧ; Т. Ю. ШЕВЧЕНКО

doi:10.30838/J.BPSACEA.2312.261021.82.805

Автор(и)

Т. Д. НІКІФОРОВА Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Ukraine
С. Є. ШЕХОРКІНА Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Ukraine
О. Г. ЗІНКЕВИЧ Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Ukraine
Т. Ю. ШЕВЧЕНКО Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.261021.82.805

Ключові слова:

житловий модуль; місячна база; будівельні технології; архітектурно-конструктивно-технологічна система; автономні будівлі; будівельні матеріали; реголіт

Анотація

Постановка проблеми. Сьогодні проблематикою створення об’єктів на поверхні Місяця займаються провідні дослідники світу. Одним із нагальних завдань постає розроблення житлових модулів, які забезпечують необхідний захист екіпажу Місячних місій. Аналіз існуючих досліджень показав, що задля підтримки тривалих поверхневих місій місячна інфраструктура повинна забезпечувати необхідну функціональність житлово-виробничої бази, тобто видобування та переробку сировини, виготовлення будівельних конструкції, зведення будівель і споруд, життєзабезпечення об’єктів. Мета статі – аналіз сучасного стану науково-прикладної проблеми та постановка мети і завдань подальшого дослідження. Предмет дослідження − встановлення закономірностей проектування та експлуатації будівельних об’єктів місячних баз в інтересах розвитку людської цивілізації. Висновки. Виконаннях завдань дослідження із застосуванням запропонованого системного підходу до створення інноваційного продукту подвійного призначення, а саме, розроблення будівельних матеріалів, виробів та конструкцій за адитивними технологіями (3D-друк) та рекомендацій щодо їх виробництва дасть можливість створення проєктів будівель підвищеної безпеки, які можуть бути використані як для освоєння Місяця, так і для проживання на Землі, що сприятиме розвитку вітчизняної територіальної та виробничої інфраструктури. Земні і місячні породи дуже схожі, тому технології обробки земних порід можуть бути застосовні до місячних. Розроблення житлового модуля і проєктування конструкцій має враховувати повний життєвий цикл об’єктів місячної бази, а також фізіологічні потреби членів екіпажу місячної бази.

Посилання

Erik Seedhouse Lunar Outpost. The Challenges of Establishing a Human Settlement on the Moon. Springer Praxis Books. 2009, 300 p. URL : https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-0-387-09747-3_5.

Jablonski Alexander M. and Ogden Kelly A. Technical Requirements for Lunar Structures. Journal of Aerospace Engineering, 2008, no. 21 (2), pp. 72–90. doi:10.1061/(asce)0893-1321(2008)21:2(72).

Belvin W., Watson, J. and Singhal S. Structural concepts and materials for lunar exploration habitats. In Space 2006. 2006, p. 7338. URL : https://doi.org/10.2514/6.2006-7338

Schreiner Samuel S., Setterfield Timothy P., Roberson Daniel R., Putbrese Benjamin, Kotowick Kyle, Vanegas Morris D., Curry Mike, Geiger Lynn M., Barmore David, Foley Jordan J., LaTour Paul A., Hoffman Jeffrey A. and Head James W. An overnight habitat for expanding lunar surface exploration. Acta Astronautica. 2015, no. 112,

pp. 158–170. doi:10.1016/j.actaastro.2015.03.012.

Peter Eckart The Lunar Base Handbook. An Introduction to Lunar Base Design, Development, and Operations. 2006, 820 p.

De Kestelier X., Dini E., Cesaretti G., Colla V. and Pambaguian L. Lunar Outpost Design. 2015. URL : https://www.fosterandpartners.com/media/2634652/lunar_outpost_design_foster_and_partners.pdf

Meurisse A., Makaya A., Willsch C. and Sperl M. Solar 3D printing of lunar regolith. Acta Astronautica. 2018. doi:10.1016/j.actaastro.2018.06.063.

Space technologies : present and future. 7-th International conference. Presentations theses. Dnipro, 21−24 May, 2019, p. 195.

Ihnatova A.M. and Ihnatov M.N. Yspolzovanye resursov reholyta dlia osvoenyia lunnoi poverkhnosty. [Using of the regolith resources for the development of the lunar surface]. Mezhdunarodnyi zhurnal eksperymentalnoho obrazovanyia [International Journal of Experimental Education]. 2013, no. 11-2, pp. 101–110. (in Russian)

Lytvynenko Yu.M., Ostapenko S.O., Rohozynskyi A.A. and Solonin Yu.M. Ruchna versiia 3D-drukuvannia. [Manual version of 3D printing]. Science and Innovation. 2019, iss. 15 (5), pp. 78–83. URL : http://scinneng.org.ua/ sites/default/files/pdf/2019/N5/Lytvynenko.pdf. (in Ukrainian)

Metodolohyia sozdanyia ustoichyvykh ekoposelenyi v Ukrayne : kollektyvnaia monohrafyia. Pod. obshch. red.

d. t. n., prof. N.V. Savytskoho [Methodology for creating sustainable ecovillages in Ukraine : collective monograph]. General ed. by Dr of Tech. Sc., Prof. N.V. Savitsky. SHEI "Prydniprovska state Academy of Civil Engineering and Architecture ". Dnipro : TOV “Roial Prynt”, 2017, 305 p. (in Ukrainian)

Nikolaienko S., Kulikov P., Pshinko O., Savytskyi M., Radkevych A., Unchik S., Dukat S., Yurchenko Ye. and Babenko M. [Sustainable housing and human settlement : monograph]. General editorship by Savytskyi M.V. Dnipro − Bratislava : SHEI “Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture” − Slovak University of Technology in Bratislava, 2018, 263 p.

Nikiforova T.D. and Savytskyi M.V. Zahalni metodolohichni pidkhody, polozhennia i pryntsypy proektuvannia konstruktsii zahlyblenykh zhytlovykh budivel [General methodological approaches, provisions and principles of the deep residential buildings structures design]. Stroytelstvo. Materyalovedenye. Mashynostroenye. Seryia : Ynnovatsyonnye tekhnolohyy zhyznennoho tsykla obiektov zhylyshchno-hrazhdanskoho, promyshlennoho y transportnoho naznachenyia [Construction. Materials Science. Mechanical Engineering. Series: Innovative Technologies of the Life Cycle of Objects of Housing and Civil, Industrial and Transport Purposes]. 2016, no. 91, pp. 97–106. URL : http://nbuv.gov.ua/ UJRN/smmit_2016_91_15. (in Ukrainian)

Savytskyi M., Babenko M. and Savytskyi O. Energy security of a low-rise residential ecobuilding "ZERO ENERGY" on the basis of solar energy. Sustainable hausing and human settlement : monograph. SHEI "Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture" − Slovak University of Technology in Bratislava. Dnipro − Bratislava, 2018, pp. 51–60.

Savytskyi M.V., Shatov S.V. and Yevsieiev Ye.O. Orhanizatsiino-tekhnolohichni rishennia vyhotovlennia hruntoblokiv [The organizational and technological solutions for the soil blocks manufacture]. Stroytelstvo. Materyalovedenye Mashynostroenye. Seryia : Sozdanye vysokotekhnolohycheskykh ekokopleksov v Ukrayne na osnove kontseptsyy sbalansyrovannoho (ustoichyvoho) razvytyia [Construction. Materials Science. Mechanical Engineering. Series: Creation of High-tech Eco-complexes in Ukraine Based on the Concept of Balanced (Sustainable) Development]. Dnipro : SHEI “Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture”. 2016, no. 87,

pp. 106–111. URL : smm.pgasa.dp.ua/article/download/72445/67514. (in Ukrainian)

Shatov S.V., Savytskyi N.V. and Karpushyn S.A. Obobshchenye ynnovatsyonnykh tekhnolohyi 3D-pechaty stroytelnykh obiektov dlia razrabotky startapov [Generalization of innovative technologies for 3D printing of construction objects for the startups development]. Stroytelstvo. Materyalovedenye Mashynostroenye [Construction. Materials Science. Mechanical Engineering]. Dnipro : SHEE “Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture”, 2017, no. 99, pp. 194–200. URL : smm.pgasa.dp.ua/article/download/104935/100068. (in Russian)

Yelisieieva M.O., Babenko M.M., Savytskyi M.V., Kleiton Stoun and Pipa V.V. Hlynysti grunty Prydniprovskoho rehionu dlia gruntobetonu [Clay soils of the Dnieper region for soil concrete]. Stroytelstvo. Materyalovedenye. Mashynostroenye. Seryia : Sozdanye vysokotekhnolohycheskykh ekokompleksov v Ukrayne na osnove kontseptsyy sbalansyrovannoho (ustoichyvoho) razvytyia [Construction. Materials Science. Mechanical Engineering. Series : Creation of High-tech Eco-complexes in Ukraine Based on the Concept of Balanced (Sustainable) Development]. 2017, no. 99, pp. 71–77. URL : http://nbuv.gov.ua/UJRN/smmcvtek_2017_99_11. (in Ukrainian)

Savytskyi M., Konoplianyk O., Myslytska A. and Liasota O. Vyznachennia fizyko-mekhanichnykh kharakterystyk betoniv dlia 3D-druku budivelnykh konstruktsii [Determination of physical and mechanical characteristics of concrete for 3D-print building structures]. Visnyk Prydniprovskoi derzhavnoi akademii budivnytstva ta arkhitektury [Bulletin of the Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture]. 2020, no. 2,

pp. 59–68. URL : http://visnyk.pgasa.dp.ua/article/view/201966. (in Ukrainian)

Savytskyi M., Ivantsov S., Nikiforova T., Zinkevych O. and Khalaf I. Napruzheno-deformovanyi stan konstruktyvnykh elementiv budivel, shcho zvodiatsia za tekhnolohiieiu 3D-druku [ Stress-strain state of structural elements of buildings erected by 3D-printing technology]. Visnyk Prydniprovskoi derzhavnoi akademii budivnytstva ta arkhitektury [Bulletin of the Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture]. 2020, no. 3,

pp. 80–88. URL : http://visnyk.pgasa.dp.ua/article/view/208324. (in Ukrainian)

Shatov S.V., Savytskyi M.V. and Marchenko I.O. Udoskonalennia obladnannia 3D-druku obiektiv [The improving 3D printing equipment]. Visnyk Prydniprovskoi derzhavnoi akademii budivnytstva ta arkhitektury [Bulletin of the Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture]. 2019, no. 6, pp. 90–101. URL : http://visnyk.pgasa.dp.ua/article/view/192233. (in Ukrainian)

Savytskyi M., Airikh Sh., Khalaf I.Z. and oth. Arkhitekturno-konstruktyvno-tekhnolohichna systema 3d-druku budivelnykh obiektiv : kolektyvna monohrafiia [The architectural-constructive-technological system of the construction objects 3D-printing : collective monograph]. Dnipro : FOP Udovychenko O.M., 2019, 233 p.

Savytskyi Mykola, Shatov Sergii, Konoplianik Oleksander, Ivantsov Serhii and Khalaf Ibrahim Zaidan. Development of 3D printing technology : materials, structural elements, equipment. Proceedings of the enviBUILD- 2019. Edited by Hraška Jozef. Sciendo, 2020, pp. 147–152. URL : https://doi.org/10.2478/9788395669699-024

Shekhorkina S., Savytskyi M., Nikiforova Т. , Shliakhov K. and Myslytska A. Design of the composite timber-reinforced concrete bending elements considering nonlinear behaviour of the connection. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020, no. 5 (107), pp. 14–21.

Andrianov I.V., Awrejcewicz J., Danishevs'kyy V.V. and Ivankov A.O. Asymptotic Methods in the Theory of Plates with Mixed Boundary Conditions. Chichester, West Sussex: Wiley, 2014, 272 p. URL : http://eu.wiley.com/ WileyCDA/WileyTitle/productCd-1118725190,subjectCd-CE80.html

Andrianov I.V., Awrejcewicz J. and Danishevskyy V.V. Asymptotical Mechanics of Composites. Modelling Composites without FEM. New-York, Berlin Heidelberg : Springer, 2018, 329 p. URL : http://www.springer.com/ gp/book/9783319657851