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3D打印:火星基地的未来

2021-01-13
3D打印:火星基地的未来

3D打印:火星基地的未来

时 间:2021年01月13日 21:56

详细介绍

  尽管火星上已经有机器人在进行探索,但人类还是梦想着有一天能亲自踏上这片红色的土地。 如果《火星救援》这部电影有教会我们什么的话,那就是在火星上生存并不容易。那鬼地方非常冷,大气里没有氧,没有食物,没有水,还有辐射污染。NASA计划在本世纪30年代将第一批人类送到这颗红色的星球上,如果这些人还想活着回到地球的话,他们需要一个完善的、能够自给自足的庇护所。 [caption id=attachment_3956 align=aligncenter width=1920]

  《火星救援》剧照[/caption] 也许这就是为什么NASA和另一家制造研究所America Makes联合组织了一场太空基地设计竞赛。这些选手中有真正的建筑师和工程师。目前裁判们已经选出了30个设计进入到下一阶段的比赛,这当中不乏一些相当精彩的内容。3D打印基地比赛的宗旨旨在设计出一种可以通过3D打印机利用本土材料或任务余料建造的基地。网站上说:「愿景是希望有一天自主的基地制造机能够被送到月球或火星上,在那里它们将自主建造人类居民的庇护所。」虽然3D打印还尚未准备好进入太空,但并不妨碍我们早些做好准备。 参赛选手们需要设计出一个供4名宇航员生活的空间。1000平方英尺的基地需要包括生命支持系统、浴室、餐饮区和睡眠区。 设计包括非常细节的方面,如「电源插座的位置、流体供应与排水系统以及抽风系统等。」参赛选手还需要设置至少3个区域放置45立方英尺大小的生命支撑系统,以提供干净的空气、水,并需要调节气压与温度。前30的设计已经被选出,将在9月底决出比赛最终名次。第1、2、3名将分别获得2万5、1万5和1万美元的奖金。 以下是我们挑选出的部分优秀参赛作品:

  [caption id=attachment_3957 align=aligncenter width=1200]

  设计者:Tomasz Dzieduszynski[/caption] 在地球上,「回廊穹顶」经历了时间的考验,历时上千年不倒,成为了建筑界的奇迹。Tomasz希望他们的设计能够在火星恶劣的环境下同样经受起考验。他的基地利用充气支架来引导3D打印机器人,通过火星上的土壤来制造水泥。基地蜂窝状的绝缘层将会保护人类防止辐射和小型陨石的伤害。

  [caption id=attachment_3958 align=aligncenter width=1200]

  设计者:Team Staye[/caption] 这一螺旋式地下结构将会放置于火星赤道附近的冻海之下。挖下冻海的冰就能让人们喝上免费的水,并且把这一结构放在地下能够保护火星探索者免受辐射危害。

  [caption id=attachment_3959 align=aligncenter width=1200]

  设计者:LavaHive团队[/caption] 这一组决定采用可充气的太空基地——可能就像是Bigelow Aerospace正在发明的那种。就像帐篷一样,这些结构可以在去往火星的漫长旅程中被收起来,以便节约太空舱里的空间,之后一旦抵达目的地就弹出来打开成基地。但LavaHive团队进一步的将可充气庇护所通过管道和小型沙建基地联结在了一起。

  [caption id=attachment_3960 align=aligncenter width=1200]

  设计者:Mars Terrain Intelligence Collaborative团队[/caption] 火星上的沙含有2种重要资源:铁和硅。这一组打算将这些元素从土壤中分离出来,并用这些元素来创建一种球状的结构,铁格子处于花岗岩状的硅当中。他们写道:「这样的话,铁和硅就能像防护罩一样保护火星居民对抗太阳辐射、小行星撞击、强烈的盛行风和沙尘暴了。」

  [caption id=attachment_3961 align=aligncenter width=1200]

  设计者:Rustem Baishev团队[/caption] Rustem Baishev的设计假设火星已经成为一个非常流行的旅游胜地。他那迷宫般的设计可以无限扩展,由「核动力爬行挤出机」建造,它用一种连接机构将火星上的土壤混合在一起,并将之塑形。

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  设计者:LeeLabs团队[/caption] 可能看上去有点挫,但这是个相当酷的设计。充气式生活模块被包裹在一个利用当地资源3D打印出的玻璃穹顶里,给宇航员在火星上整了一个「前院」。

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  设计者:A.R.C.H.团队[/caption] 该设计恰如其分地被命名为甜麦圈房,它是由纤维增强的玄武岩黏土做成的。环形设计允许将基地分成不同的区域,因此假如说,某个区域遭受了陨石损害,其他的区域仍然能为宇航员提供庇护。

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  设计者SEArch/Clouds Architecture Office团队[/caption] 这一组并没有使用土壤作为建筑材料,而是决定“随波逐流”。在开垦了火星北极的冰层之后,他们打算使用一种独特的3D打印过程,通过「驾驭水的物理性质」来构建防辐射的庇护所。他们写道:「冰屋这一想法诞生于对光线的迫切需要,以及将室外带入到火星建筑内的联系。」

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人物观点

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