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NASA登月50周年:从太空争霸到设计竞赛

归档日期:08-03       文本归类:岛屿防御      文章编辑:爱尚语录

  1969年7月20日下午4时17分42秒,美国宇航员阿姆斯特朗将左脚小心翼翼地踏上了月球表面,人类第一次踏上月球。从遥远的神线年与月球的首次零距离接触,再到前段时间我国嫦娥四号的月背着陆,人类一次次小心地触碰着太空中的美丽星球。随着近年来航天事业的飞速发展,“星际移民”早已不是新鲜的提法,苍茫太空中的璀璨星河,似乎变得不再那么遥远。

  航向星辰大海的筑梦团队里,当然少不了建筑师的角色——星际移民,人类应该如何居住?

  ▲福斯特建筑事务所的月球居住区项目。基于机器人技术和3D打印技术,这个供四人居住的月球基地将在无人环境下建造完成。

  ▲机械臂在月球表面的建造操作,月球表面的土壤也会被收集利用,成为半球体表面的防辐射保护层。

  ▲福斯特建筑事务所的月球居住区项目模型展示。以上图片/ Foster+Partners

  从2012年起至今,福斯特建筑事务所(Foster+Partners)就开始与欧洲航天局(European Space Agency,简称ESA)就月球居住区项目(Lunar Habitation)展开合作。设计中,第一步是要将机器人与建造材料顺利运到月球表面,降落成功后,一个半球体将会被充气且固定在地面上,真正的建造工作随即展开,月球表面的土壤也会被收集利用,成为半球体表面的防辐射保护层。而在地球上的福斯特建筑事务所也在为他们的恒控模拟实验室所忙碌,3D打印的1.5吨重的模板结构已经顺利完成,为未来的星际建造积累实操经验。

  ▲SOM建筑事务所的月球村(Moon Village)方案。图为在月球表面的一个个居住单元。

  ▲月球村方案居住单元单体形态。建筑的外表皮具有隔热保温、防辐射作用,并可以储藏压缩空气。以上图片/ SOM

  想在月球表面实现建造的可不止福斯特一家,今年7月,由SOM建筑事务所与欧洲航天局、MIT媒体实验室、MIT航空航天学院合作设计的月球村方案(Moon Village)获得了R+D 2019 Awards的荣誉奖提名。除去技术上的难点,如何使人类在外太空的生活功能合理化、可持续化成为设计的最大挑战。最终,SOM设计的生存单元可以放入SpaceX与Blue Origin两家公司目前最大的火箭内仓,在落地之后,每个单元将通过外壳充气技术将体积扩大2倍至25000立方尺。这些单元可以三个为一组从而连接成网,在月球表面搭建成月球村。目前SOM在研究设计如何连接不同的部件,如果一切按计划进行,功能完备的单元体五年之内就能发射。

  ▲BIG建筑事务所“火星科学城”方案外部效果图。球形结构的建筑内部将提供食物种植、能源测试、农产品研发以及食品安全测试功能,同时包含一个小型的人类宇宙文明展览馆。

  自2017年起,迪拜政府就邀请比亚克•英格斯(Bjarke Ingels,丹麦BIG建筑事务所创始人)设计建造在阿拉伯沙漠中迄今为止规模最大的模拟城市,来测试人类在火星环境中的生存状况。项目占地1.9百万平方尺,被称为“火星科学城”,将提供一系列真实的模型去模拟火星环境。拱形结构的建筑内部将提供食物种植、能源测试、农产品研发以及食品安全测试功能,同时包含一个小型的人类宇宙文明展览馆,值得一提的是,展览馆将全部由3D打印而成。

  ▲NASA在2015年开始“3D打印住所竞赛”,由参赛团队设计适合在月球、火星及其它星球居住的建筑物。上图为最近一次竞赛的优胜方案。

  看了这些方案,你心目中的星际建造还仅仅停留在图纸阶段么?答案当然是否定的。SOM的月球村实际上就是美国航天宇航局举办的竞赛方案之一,这个持续数年的设计竞赛并非纸上谈兵,自2014年就已经拉开序幕。竞赛分三个阶段:阶段一即概念设计阶段,参加竞赛的设计团队在2015年已提交最终建筑设计图纸;阶段二在2017年也顺利结束,集中在结构、材料、技术等方面的设计研究;目前竞赛进入到第三阶段,即现场建造,包括3D打印系统设计等实操层面,通过控制机械臂的3D打印来模拟在月球环境中的人类建造。

  ▲美国国家航空航天局进行中的3D打印建造实验,在模拟月球表面的环境中进行等比例缩小的居住体打印操作。

  ▲机械臂通过系统控制均匀挤出建筑材料,层层堆积,形成建筑外壳。图片/NASA

  要在月球上建造居住区,就不得不提到日新月异的3D打印技术。通过编写程序来控制机械臂,使其均匀挤出并有顺序地堆叠建造材料,从而形成坚硬的建筑外壳。除去高效、精确等优势,3D打印受结构的限制较少,相较传统的建造方式,形式上的可能性更多,且更适合批量生产——这些优点都为在月球上的建造提供了可能性。星际建造已是板上钉钉的事情,人们需要的只是时间。

  ▲在肯尼迪航天中心举办的阿波罗登月50周年纪念晚会上,AstroReality受邀出席,并提供附有到场的阿波罗任务宇航员亲笔签名的200mm LUNAR MAX,以供现场拍卖。同时阿波罗11号宇航员巴兹·奥尔德林家族基金会及旗下的ShareSpace在登月50周年启动的“巨幅月球地图”项目中,AstroReality也提供了精致的月球模型和丰富的AR交互体验。

  ▲国家航空航天博物馆于7月16日、17日和18日晚上9时30分至11时30分,在华盛顿纪念碑东面投影一枚363英尺(真实大小)的土星五号火箭,并于7月19日和20日晚上,播放17分钟的“阿波罗50周年:月球之旅”短片,重温阿波罗11号的伟大之旅。

  ▲尼尔·阿姆斯特朗在月球漫步时(1969年7月21日)穿着的A-7L宇航服(增压服),目前陈列在国家航空航天博物馆。

  为了庆祝人类登月50年,美国国家航空航天局在7月16日至20日举行一系列庆祝活动。7月16号上午,当年登月的航天员巴兹•奥尔德林(Buzz Aldrin)、 迈克•尔柯林斯(Michael Collins)将再次重聚肯尼迪航天中心阿波罗11号发射基地;于此同时,马歇尔航天飞行中心将在当年阿波罗11号的升空时间8:32 am上演一场多火箭模型同时发射的盛大活动,挑战该项目的吉斯世界纪录;7月18日至20日,在华盛顿国家广场将举办为期三天的庆祝,包括展览、演讲等一系列活动,帮助人们探索发现人类在月球月火星上生存的可能。

  距离人类第一次登上月球已经过去50年,但阿姆斯特朗那句“我的一小步,人类的一大步”的经典独白却从未褪色。对50年前的人们来说,选择到月球去,不是因为它够简单,恰恰是因为它无比艰难。而对50年后的人们而言,太空的魅力依旧未减,但却已然触手可及。

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