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文化

NASA 火星建筑比赛已经开展四年,现在最终入围者来了

钟宛彤2018-08-02 07:11:10

虽然还不知道能不能成行,但 NASA 已经准备起来了。

在火星建房子这种听上去像科幻片里的事,美国宇航局(NASA)已经认认真真做了四年。

自 2014 年起,NASA 就开始举办分阶段的太空居所 3D 打印挑战赛。今年,比赛进入第三阶段,并于 7 月从来自世界各地的 18 支参赛队伍中决选出了前五名

按照要求,居所至少要有 1000 平方英尺(93 平方米),需要供四名宇航员生活 12 个月,容纳一些必需的机器设备,此外,还得方便打印组装。功能的完整性、房屋布局、可行性和美学价值,都决定了 NASA 的评判。

在火星上建房子,到底有什么特别?

自然条件上,火星太阳辐射强烈,温度变化大,气压小,地质条件不稳定,这要求材料和结构的选择要有所针对——对此,优胜的五件作品都做出了各自的调整。而若要从地球运载建筑材料,对住所的重量和空间限制就比较大。因此,参赛规则也鼓励从火星直接取材。此外,火星建筑也需要保证有充足的救急措施,可以在紧急情况下维续一定时间,这方面,获奖作品都配备了仓库或应急设施。

在满足生存需要后,另一些问题也许更有趣。在太空飞船上,宇航员一般只待 7-15 天,但到了空间站中,就通常要住 6 个月,未来可能还会有人在此定居。那么相应地,一个有限的空间应该有什么样调整?如何平衡工作和生活?给人的心理感受是什么样的?

对这些问题,这些作品也给出了自己的见解:

图 / NASA

第一名是 Zopherus,来自美国阿肯色州。

受到自然的启发,3D 打印器为一个类似蜘蛛的吊舱。着陆后,吊舱的“腿”将自动收起,随后,内部的打印装置开始工作。这样的设计,是为了用坚固的外壁来防止外部恶劣气候影响建筑进程。在打印完毕后,吊舱将自动抬起,移动至下一个地点继续工作。

为了减轻运输压力,团队打算就地取材,以火星上的冰、氧化钙和岩石,混制一种高强度的混凝土材料。打印能随时开始,可作救急用。

功能上,有宿舍、实验室及可供娱乐、运动、做饭、社交的公共活动空间。每间卧室都有一个小窗。

纽约的 AI SpaceFactory 拿了第二名。

图 / NASA

这个团队经过了大量调查比对,最终选择了圆柱体作为基本结构。相较于半球体,它结构负荷小,抗压力强,很适合建在不太稳定的地面上。在空间和材料上,它的利用率都大得多,同时也是最适合打印的一种。

截自:AI SpaceFactory

而多层的设计可以避免将大空间分隔成数个狭小的空间,每一层分布不同的功能。

截自:AI SpaceFactory

房屋有两层壳,外壳可以保持与地面的平衡,内壳可以调整光线、通风量,热膨胀系数最低的塑料可以应对剧烈波动的气温。

此外,考虑到宇航员的心理压力,团队认为这事既然无法回避,就应该通过建筑空间疏导。比如说,四层空间每层都开了窗户,而位置各不相同,联合起来可以看到 360 度的火星景观。

第三名是 Kahn-Yates 团队。

图:NASA

流线型结构旨在应对沙尘暴。表面的镂空可以让光线进入室内。

截自:Kahn-Yates

还有个小花园,不过火星能不能有这么大的树,也是个问题。

第四名 SEArch + / Apis Co 团队的亮点则是通过精细的结构,最大限度地抗震、放进光线、减少辐射。

图 / NASA

第五名美国西北大学。中心墙作为屏障,区隔卧室和公共区域,以照顾个人隐私。

图:NASA

利用每个房屋两端的连接点,可以快速搭建社区。

比赛将在明年春季进入最后阶段,届时,五支队伍将各自打印出 1/3 大小的方案模型。


题图来自 NASA

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