Extraterrestrial building design: Martian infrastructure utilizing in-SITU CO2-based polyethylene
Dünya dışı yapı tasarımı: Mars'ta CO2 bazlı polietilen malzemesi kullanılarak bina tasarlanması
- Tez No: 920440
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET TÜRER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Astronomi ve Uzay Bilimleri, İnşaat Mühendisliği, Astronomy and Space Sciences, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 137
Özet
21. yüzyıl uzay araştırmalarının en önemli hedeflerinden biri, 2050 yılına kadar insanlı bir görevle Mars'ta insan yerleşimleri kurmaktır. Bu tez, Mars atmosferinden sentezlenen CO₂ bazlı polietileni ana yapı malzemesi olarak kullanarak Mars yaşam alanlarının, seralar dahil, tasarımını ve optimizasyonunu incelemektedir. Radyasyon, aşırı düşük sıcaklıklar ve sıcaklık farkları, düşük atmosfer basıncı, mikro meteor çarpmaları, düşük yerçekimi, kum fırtınaları, Paschen deşarjı ve Mars depremleri gibi Mars'ın zorlu çevre koşullarının getirdiği önemli sorunlara yanıt olarak, bu çalışma, malzeme verimliliği ve yapısal dayanıklılık için optimize edilmiş tam küresel bir bina modeli önermektedir. Sonlu elemanlar analizi ile yapılan bu tasarım, 0.1 m kalınlığında PE katmanları ve arasında 0.5 m kalınlığında CO₂ tabakası içeren iki katmanlı yapıyı kullanarak, malzeme kullanımını en aza indirip etkili radyasyon koruması sağlamaktadır. Uzun süreli yaşam için gerekli olan yerinde PE üretimi ve yapı montajı ile döşeme baskısını içeren otonom bir robotik kol inşaat sistemi önerilmektedir. Bu yenilikçi yaklaşım, Dünya kaynaklarına bağımlılığı azaltırken Mars'ta 539 günlük bir konaklama için uygun yaşam alanları oluşturmak adına uygulanabilir bir yol sunmaktadır. Bu çalışma, Mars'ta insan varlığını desteklemek için malzeme sürdürülebilirliği ile sağlam tasarım stratejilerini dengeleyen kapsamlı bir yapısal model sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
A pivotal objective in the 21st-century space exploration is to establish human settlements on Mars, with plans to launch a crewed mission by 2050. This thesis explores the design and optimization of Martian habitats, including greenhouses, using CO₂-based polyethylene (PE) synthesized from Mars' atmosphere as a primary construction material. Addressing significant challenges posed by Mars' harsh environment – such as radiation, extreme temperatures, low atmospheric pressure, micrometeoroid impacts, low gravity, wind storms, Paschen discharge, and marsquakes – this study proposes a spherical building model optimized for material efficiency and structural resilience. Through finite element analysis (FEA), the design minimizes material use and effective radiation shielding, utilizing a two-layered structure with 0.1 m thick PE layers and an intermediate 0.5 m thick CO₂ layer for thermal insulation. An autonomous robotic arm construction system is proposed for on-site PE production and assembly, including slab printing, which is essential for long-term habitation. This innovative approach provides a viable pathway for creating habitats suited to a 539-day stay on Mars while minimizing reliance on Earth-based resources. This work offers a comprehensive structural model, balancing material sustainability with robust design strategies, to support human presence on Mars.
Benzer Tezler
- Anadolu Selçukluları'nın anıtsal mimarisi üzerine kozmoloji temelli bir anlam araştırması
Başlık çevirisi yok
ALİ UZAY PEKER
- Binalarda enerji tüketiminin ısıl modellenmesi için meteorolojik verilerin çıkarılması
Calculation of meteorological data for thermal modeling of energy consumption on buildings
SELİN DURMUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL CEM PARMAKSIZOĞLU
- Farklı azimut açılarındaki teras çatı fotovoltaik sistemlerinin karşılaştırmalı optimizasyonu
Comparative optimization of terrace roof photovoltaic systems in different azimuth angles
CÜNEYT KARANİ CÖCEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURAK BARUTÇU
- Ay yapılarının yapım sistemlerinin araştırılması
Investigation of construction systems of Lunar structures
NECLA SEVAL ERDEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
MimarlıkDokuz Eylül ÜniversitesiMimarlık Bölümü
YRD. DOÇ. DR. AHMET VEFA ORHON