Wie baut man in der Antarktis „ein Haus wie ein Auto“?

Im Jahr 2024 jährt sich Chinas Polarforschung zum 40. Mal. In den letzten 40 Jahren hat sich die polare Sache meines Landes unter der Führung der Partei aus dem Nichts zu etwas entwickelt, aus der Schwäche zur Stärke. Generationen von Polararbeitern haben der extremen Kälte getrotzt, durchgehalten, hart gearbeitet, waren rigoros und realistisch und haben hart gearbeitet und fruchtbare Ergebnisse erzielt. Die Antarktis, der geheimnisvolle und abgelegene „Eiskontinent“ an der südlichsten Spitze der Erde, ist ein „heiliger Tempel“ für die wissenschaftliche Forschung. Zahlreiche Athleten chinesischer wissenschaftlicher Expeditionen sind in die Antarktis gereist. Welche wissenschaftlichen Geheimnisse erforschen sie in der Antarktis? Wie führen sie wissenschaftliche Erkundungen durch? Welche wissenschaftlichen Forschungsergebnisse wurden erzielt? Welche ungelösten Rätsel gibt es in der Antarktis? Xinhua Interview hat in Zusammenarbeit mit dem „Heaven and Sea“-Studio der Shanghaier Niederlassung der Nachrichtenagentur Xinhua eine Interviewreihe mit dem Titel „Exploring Antarctica“ gestartet, die sich auf die Bereiche Klimawandel, Stabilität der Eisschilde, Abschmelzen des Meereises, astronomische Entwicklung und Tierbedingungen in der Antarktis konzentriert.

Die Forschungsstation ist das „Basislager“ für die wissenschaftliche Antarktisforschung. Der Bau einer Forschungsstation auf dem „Eis- und Schneekontinent“, weit entfernt von der menschlichen Zivilisation und verwüstet von Schneestürmen, ist ein Symbol für die umfassende Stärke eines Landes. Seit dem 21. Jahrhundert werden mit der deutlichen Verbesserung der wissenschaftlichen und technologischen Möglichkeiten, wie beispielsweise Transportmöglichkeiten, Baumöglichkeiten und mechanische Ausrüstung, beim Bau von Forschungsstationen in verschiedenen Ländern auf der ganzen Welt hauptsächlich Stahlkonstruktionen und modulare Bauweisen eingesetzt, um das Ziel zu verwirklichen, „Häuser so zu bauen wie Autos zu bauen“.

Diese Ausgabe von „Exploring Antarctica“ enthält ein Exklusivinterview mit Wang Zhongjun, einem Mitglied des 30. und 34. Antarktisexpeditionsteams und Polarbauexperte am Forschungsinstitut der China State Construction Engineering Corporation Limited.

Wang Zhongjun während Chinas 30. Antarktisexpedition. Foto von Zhang Jiansong, Reporter der Nachrichtenagentur Xinhua

Xinhua-Interview: Gibt es besondere Anforderungen für den Bau von Forschungsstationen in der Antarktis? Wie lassen sich Probleme wie Isolierung, Brandschutz und Stromversorgung lösen?

Wang Zhongjun : Die natürliche Umgebung in der Antarktis ist extrem rau. Als die Menschen in der Antarktis ankamen, standen sie zunächst vor dem Problem, Fuß zu fassen. In der Anfangszeit wurden bei Antarktisexpeditionen Zelte, Iglus und Holzhäuser verwendet. Im 21. Jahrhundert werden mit der Verbesserung der Transportmöglichkeiten für Menschen, der Baukapazitäten, der Konstruktion mechanischer Geräte und anderer Möglichkeiten beim Bau von Forschungsstationen hauptsächlich Stahlkonstruktionen und modulare Bauweisen verwendet, und die Anforderungen an Gebäudeisolierung, Windbeständigkeit, Brandschutz usw. sind extrem hoch.

So halten Sie sich warm: Die Antarktis ist der kälteste Kontinent der Erde und Forschungsstationen verwenden im Allgemeinen doppel- oder mehrschichtige Isolierungskonstruktionen. Die Isolierung der Kunlun-Station und der Qinling-Station in der Antarktis meines Landes besteht aus einer Kombination aus internen Funktionsmodulen und externen Isolierschichten. Die Isolierung der inneren Funktionsmodule ist in sich geschlossen und der äußere Schutz umschließt das gesamte Gebäude, was dem Tragen eines „Baumwollmantels“ entspricht. Die Antarktis-Stationen Great Wall, Zhongshan und Taishan in meinem Land bestehen alle aus vorgefertigten Stahlkonstruktionen. Die Außenwanddämmung ist in zwei Schichten unterteilt, wobei sich die äußere Schicht auf die Dämmung und Abdichtung konzentriert, während sich die innere Schicht auf Brandschutz und Dämmung konzentriert. Die beiden ergänzen sich. Der Bahnhof Taishan hat außerdem eine Schicht Aerogel auf dem Dach angebracht.

So verhindern Sie Feuer: Die Antarktis ist der trockenste Kontinent der Erde. Feuer ist eine der Katastrophen, die in der Antarktis die meisten Opfer fordert. Daher ist Brandschutz auf Forschungsstationen äußerst wichtig. Unsere Reaktionsmaßnahmen sind: Wir versuchen, nicht brennbare Baumaterialien auszuwählen und die Brandschutzzoneneinteilung strikt umzusetzen. Bei der Planung wird das Gelände rational genutzt und das Gebäude wird entsprechend seiner Funktion, seiner Beziehung und seiner Brandgefahr in mehrere verteilte Cluster unterteilt. Beispielsweise sollten Wohn- und Forschungsräume auf der dem Wind zugewandten Seite der Windrichtung mit der höchsten Frequenz im Jahr angeordnet sein; Öltankbereiche und Gasflaschenstationen sollten auf der dem Wind zugewandten Seite der Windrichtung mit der geringsten Häufigkeit im Jahresverlauf angeordnet werden. Lager für brennbare Materialien sollten auf der Leeseite der Windrichtung mit der geringsten Häufigkeit im Jahresverlauf angeordnet werden. und Lager für schwer brennbare und nicht brennbare Materialien sollten auf der Leeseite der Windrichtung mit der höchsten Frequenz im Jahresverlauf angeordnet werden.

Öltanks in der chinesischen Zhongshan-Station in der Antarktis. Foto von Zhang Jiansong, Reporter der Nachrichtenagentur Xinhua

So funktioniert die Stromversorgung: Die Antarktis-Forschungsstation nutzt Generatoren zur Stromversorgung. Die Stromerzeugungsanlagen sind das „Herzstück“ der Forschungsstation und müssen absolut sicher sein. Derzeit sind in der Chinesischen Mauer und in der Zhongshan-Station in der Antarktis in meinem Land drei Generatoren im Einsatz, einer in Reserve und einer zur Reparatur. Sobald ein Fehler auftritt, startet der Backup-Generator automatisch, um eine nahtlose Verbindung herzustellen. Mit dem wachsenden Umweltbewusstsein erhöhen Forschungsstationen in verschiedenen Ländern den Anteil grüner Energie. Der Anteil grüner Energie an der Qinling-Station meines Landes in der Antarktis wird 60 % erreichen, und auch bestehende wissenschaftliche Forschungsstationen werden bestrebt sein, diesen Standard nach der Modernisierung und Renovierung zu erreichen.

Inländisches Wasser: Für die antarktischen Forschungsstationen gibt es drei Wasserquellen: Seewasser, geschmolzener Schnee und entsalztes Meerwasser. Die Bahnhöfe Kunlun und Taishan in meinem Land sind auf der Eisdecke gebaut und können ihre Wasserversorgung ausschließlich auf geschmolzenen Schnee stützen, daher ist die Wasserqualität absolut erstklassig. In der Nähe der Stationen Große Mauer und Zhongshan gibt es kleine Reservoirs, die nach der Filterung direkt genutzt werden können. Da es in der Nähe der Qinling-Station keine Wasserquelle gibt, wird zur Wasserversorgung Meerwasserentsalzung eingesetzt.

Unbemannt: Derzeit sind die Stationen Kunlun und Taishan von den fünf Antarktis-Forschungsstationen meines Landes Sommerstationen. Die meiste Zeit des Jahres sind sie unbemannt, die Ortungsgeräte sind jedoch rund um die Uhr in Betrieb. Die Stromversorgung erfolgt in zwei Formen: Batterie und Generator. Der Generator ist luftgekühlt, um ein Einfrieren während der Abschaltung zu verhindern, und kann ferngestartet werden.

Chinas Qinling-Station in der Antarktis. (Foto mit freundlicher Genehmigung des China Polar Research Center)

Xinhua-Interview: Was sind die Merkmale und Höhepunkte des Baus der neu errichteten Qinling-Station meines Landes in der Antarktis?

Wang Zhongjun : Das Designkonzept der chinesischen Qinling-Station in der Antarktis basiert auf den Erfahrungen beim Bau neuer Forschungsstationen in anderen Ländern und basiert auf einer Methode zur Montage einer Stahlkonstruktion über Kopf und einer modularen Kombination. Im Vergleich dazu kommt beim Gesamtdesign und der Konstruktion des Bahnhofs Qinling in meinem Land ein höherer Grad an Digitalisierung und Montagetechnologie zum Einsatz. Bei der Herstellung von Stahlkonstruktionen im Inland werden die Prinzipien der digitalen Zwillingstechnologie genutzt, um dreidimensionale Laserscans von Komponenten durchzuführen und Modelle auf Grundlage der tatsächlichen Bedingungen zu erstellen. Diese Modelle werden dann mit den in den Konstruktionszeichnungen erstellten theoretischen Modellen verglichen. Die Komponenten werden auf Grundlage der Vergleichsergebnisse angepasst und die Hauptstruktur wird zur Überprüfung tatsächlich zusammengebaut, um eine genaue und zuverlässige Plattform für die Installation des Außenschutzsystems bereitzustellen.

Xinhua-Interview: Bitte erzählen Sie uns, an welchem ​​Bauprojekt in der Antarktis Sie beteiligt waren. Was war die größte Schwierigkeit während des Bauprozesses? Wie kann man das überwinden?

Wang Zhongjun : Ich begann, mich an Antarktisprojekten zu beteiligen, als ich 2013 die Taishan-Station in der Antarktis entwarf. Gleichzeitig entwarf ich das Schutzrenovierungsprojekt für Gebäude 1 der Great Wall Station. In diesem Jahr betrat ich mit der 30. Antarktisexpedition den faszinierenden antarktischen Kontinent und schloss die Standortuntersuchung und Kartierungsarbeiten der Qinling-Station (damals Ross Sea New Station genannt) ab. Von da an war ich fasziniert von diesem reinen, geheimnisvollen und großartigen heiligen Land.

In den mehr als zehn Jahren seitdem habe ich die Planung der brasilianischen Antarktis-Forschungsstation, des Projekts der Satelliten-Bodenstation und des Fahrzeug-Wartungsdepots der Zhongshan-Station, der temporären Einrichtungen der Qinling-Station, der Renovierung der Kunlun-Station usw. geleitet. Außerdem habe ich das mobile Terminalgebäude des antarktischen Eis- und Schneeflugflughafens, die Funktionskabine des Inlandteams, Spezialschlitten usw. entworfen und hergestellt.

Beim Bauen in der Antarktis, dem „Eiskontinent“, gibt es drei Hauptschwierigkeiten:

Die erste große Schwierigkeit ist das kurze Bauzeitfenster. Aufgrund der extremen Temperaturen, Eisverhältnisse und Stürme war die für den Bau vor Ort verbleibende Zeit erbärmlich kurz. Die Kunlun-Station befindet sich am höchsten Punkt der Antarktis, 1.260 km tief in der Eisdecke, und die Bauzeit betrug nur 30 Tage. Der Bahnhof Taishan liegt 520 km vom Meer entfernt, die Bauzeit beträgt etwa 45 Tage. Die Bauzeiten der Bahnhöfe Zhongshan und Qinling betragen weniger als zwei Monate. Die Station Große Mauer liegt in der Subantarktis, die Lage ist besser und die Bauzeit beträgt knapp drei Monate.

Die zweitgrößte Schwierigkeit besteht darin, dass es schwierig ist, Vorräte zu transportieren. Antarktische Baumaterialien müssen über Zehntausende Kilometer auf dem Seeweg transportiert werden und dabei die berühmten „Teufelswestwinde“ der südlichen Hemisphäre sowie das einzigartige schwimmende Eisgebiet der Antarktis passieren. Es dauert fast einen Monat, bis das antarktische Randeisgebiet erreicht ist. Wenn das Meereis dick genug ist, kann die Ladung auf dem Meereis entladen und mit Schlitten an die Küste transportiert werden. andernfalls muss der Transport per Hubschrauber erfolgen. Da die Wassertiefe in Küstennähe selbst bei einer Meereisschmelze nicht ausreicht, kann der Eisbrecher nicht anlegen und muss mehrfach mit flachgehenden Kähnen transportiert werden. Die Stationen Kunlun und Taishan liegen im Inneren der Antarktis und erfordern eine lange Schlittenfahrt.

Die drittgrößte Schwierigkeit sind die schlechten Baubedingungen vor Ort. Die extreme Polarkälte, Schneestürme, Plateauhypoxie, starke ultraviolette Strahlung und der Mangel an schweren Maschinen haben die Effizienz des Bauens stark eingeschränkt.

Die Erforschung der Antarktis ist ein Symbol für die umfassende Stärke eines Landes und eine edle Sache, die der gegenwärtigen und zukünftigen Generationen zugutekommt. Der Bau jeder Forschungsstation in unserem Land ist untrennbar mit der Arbeit von Gruppen an Antarktisexpeditionen verbunden, die Wind und Schnee trotzen, die Zeit wertschätzen und am südlichsten Zipfel der Erde, weit weg vom Mutterland, hart arbeiten. Der antarktische Geist des „Patriotismus, der Wahrheitssuche, der Innovation und der harten Arbeit“ ist die Kraftquelle, die uns inspiriert, alle Schwierigkeiten zu überwinden!

Wang Zhongjun, Chefarchitekt des Forschungsinstituts der China State Construction Engineering Corporation Limited, hat an zwei wissenschaftlichen Expeditionen in die Antarktis teilgenommen und wurde mit dem Ehrentitel „Fortgeschrittene Persönlichkeit des 30. Jahrestages der chinesischen Polarexpeditionen“ ausgezeichnet.

Quelle: Xinhuanet