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NASA 火星栖息地设计大赛进入最后阶段,前五名团队名单出炉

2020-06-08649
NASA 火星栖息地设计大赛进入最后阶段,前五名团队名单出炉

当人类踏上火星的那一天到来,该如何迅速盖好一座安全又实用的火星屋?美国太空总署(NASA)历时多年的火星栖息地设计大赛终于进入第三阶段及最后阶段,前五名参赛团队的虚拟模型作品已公开,设计理念各有千秋,相当有趣,明年初将会以 3D 列印技术建造出真实模型。

如果一切按计画进行而不单只是商业炒作,那幺 2024 年,伊隆‧马斯克的 BFR 超级火箭就会将第一批乘客带到隔壁红色行星;NASA 则较保守,估计 2033 年发射火星载人任务。

还有一家荷兰私人企业主导的火星探索移民计画 Mars One(火星一号)预计 2031 年发射升空,其第一批船员将永久定居火星(有去无回),但这间公司备受西方媒体甚至美国太空总署质疑是场大骗局,一些独立科学家指称该公司的火星计划不可行,NASA 科学家批评该公司只有疯狂的想法,但没有任何人知道他们正在做什幺;Mars One 的财务审查结果也显示该公司陷入巨额负债,麻省理工学院更是直接与该企业公开辩论。

撇开火星殖民热潮引起的炒作不谈,前往火星后若要长时间生活,栖息地又是另一个问题。火星上的房子必须能承受强烈太阳辐射、极端温度变化,内部则提供加压设备供人居住,但火箭上有限的空间阻止我们带更多材料过去,房屋设计困难重重。

以目前技术而言,3D 列印似乎是最好的选择。

NASA 自 2014 年起举办分阶段火星栖息地设计大赛,今年 7 月进入比赛第三阶段,从来自世界各地的 18 支参赛队伍中决选出前五名作品。

前两阶段主要是提交平面精描图与材料技术构想;第三阶段中,参赛队伍皆使用专业建筑资讯模型 BIM(Building Information Modeling)设计虚拟火星房屋结构,按规定,火星栖息地生活空间至少需达 1,000 平方英尺(约 92.9 平方公尺或 28 坪),降落后要能马上自主组装,强度足以让 4 名太空人在火星恶劣的环境条件下生活 12 个月。

进入决选的 5 个团队设计风格独特迥异,第一名团队 Zopherus 来自美国阿肯色州罗杰斯市,他们设计一个类似蜘蛛机器人的吊舱,上部金属圆顶负责保护「火星混凝土搅拌机」和 3D 列印机器,火星混凝土材料取自火星当地的冰、氧化钙和火星岩石,两个仪器会在吊舱内部印製房屋。一旦房屋印好,蜘蛛机器人的「腿」会自动抬起吊舱,移至下一个地点继续重複列印过程。

第二名团队 AI. SpaceFactory 来自纽约,就建筑美学而言,垂直的圆柱体看上去很朴实,但实用性非常高,既能有效利用空间、也最适合列印,并且团队深入研究外墙遇热膨胀与隔热的设计,不少外媒都相当肯定第二名的务实设计。

NASA 火星栖息地设计大赛进入最后阶段,前五名团队名单出炉

AI. SpaceFactory 团队作品。

此外,该团队还想到了「谋杀」这项诡异但确实可能存在的严重问题。人类连活在地球上都会无可避免地涌现孤独感,届时一小群人离乡背井去到杳无人烟的火星,孤独感放大了不知几百倍,加上失去最直接的法律约束,此时人与人之间任何互动都可能破坏某种微妙平衡,当不可控情绪一涌现,十头牛都拉不住一个失去理性的人。

而这座圆柱体内房间分层设计,每个人都有各自独立封闭的空间──万一真的不幸有人冲动起来,至少你有安全的避难所。

第三名团队 Kahn-Yates 来自密西西比州杰克逊城市,团队称整体结构可抵御大规模沙尘暴,房屋外壳有许多洞让光线进入,紧挨着外壳与内部居住核心的空间座落着郁郁葱葱的花园,负责过滤室内空气,虽然──植物从哪里来是个好问题,要从地球带颗苹果树过去吗?

NASA 火星栖息地设计大赛进入最后阶段,前五名团队名单出炉

Kahn-Yates 团队作品。

《techcrunch》评论也质疑,团队是否有必要在其中建造一个超巨大迴旋楼梯,显然空间未有效分配,如果拿掉楼梯,势必可多出容纳科学研究的设计。

第四名团队 SEArch+/Apis Cor 也来自纽约,在考量阳光最大照入量的同时也考虑如何屏蔽辐射。Apis Cor 是一家建筑公司,将使用一种特殊混凝土来列印建筑。

第五名团队来自美国西北大学,设计主旨是简化简化再简化,一个能迅速列印且横樑强度增强的简单圆顶,内部空间虽然没有很宽敞,但布局实用。影片可点此。

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西北大学团队作品。

比赛将于 2019 年初进入最后阶段,届时团队将交出利用 3D 列印技术按三分之一比例建造的真实模型,谁会成功让我们拭目以待。来看看每个团队的介绍影片,都相当耐人寻味。

底下还有几张进入前十名、但没进入前五名的队伍作品可以欣赏。

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 ALPHA 团队作品。

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 Colorado School of Mines and ICON 团队作品。

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 X-Arc 团队作品。

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 Hassell & EOC 团队作品。

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 Mars Incubator 团队作品。