火星,我們的鄰居,太陽系內和地球最像的行星。截至2021年8月6日,中國首輛火星車“祝融號”已經在火星表面工作了82個火星日,累計行程里程突破800米!一直以來,人類都沒有停下探索火星的步伐。不僅是火星,人類有一天總會移民更多的星球,探測、登陸、定居……
來自德克薩斯州的建筑公司ICON正計劃3D打印一個棲息地,以求準確地再現了未來宇航員訪問火星表面時將經歷的條件。不難想到,這樣一個建筑項目目的就是為了未來的火星移民提前做好準備工作。
這個代號為 "Mars Dune Alpha "的1700平方英尺的建筑結構將使用ICON公司的Vulcan 3D打印機建造,并在NASA的約翰遜太空中心進行長期任務模擬。NASA通過為期三年的實地測試,來評估其營養系統的功效,以及長期暴露在紅色星球條件下的身體和行為影響。
△美國航天局
ICON的首席執行官JasonBallard說:"這是人類有史以來建造的保真度最高的模擬棲息地,我們希望開發出最真實的模擬場地,以幫助人類實現向星空擴張的夢想。3D打印棲息地向我們進一步說明,規模性建筑的3D打印是人類在地球上的‘工具包’的重要一部分,要想去月球和火星,就必須留下來先把這個工具包裝備好。Mars Dune Alpha的目的也非常明確,那就是為人類在另一個星球上生活做好準備。"
△ICON公司在美國宇航局約翰遜航天中心建造中的火星沙丘阿爾法(Mars Dune Alpha)。照片來自ICON公司
ICON移居地外空間的雄心
ICON利用其專有的Vulcan 3D打印機(可打印面積約為2000平方英尺),在過去幾年中已經開始了一個規模巨大的跨國建設計劃。早在2018年,該公司籌集了900萬美元,并與非營利組織 "New Story"合作,將其中的一些現金用于在美國建造第一個授權的打印房屋。
從那時起,ICON已經擴大了其3D打印機的使用范圍,例如為拉丁美洲的無家可歸者搭建了一個經濟適用房社區,以及為美國海軍陸戰隊搭建了巨大的 "車輛隱藏結構"。該公司還不斷升級其技術,今年早些時候公布了下一代Vulcan系統的計劃,這套打印系統的速度是原來的兩倍,建造容量為3000平方英尺。
由于ICON的技術在速度、規模和設計靈活性上的提高,它們現在也越來越多地被應用到航空航天來源。2021年3月,ICON公司與美國宇航局合作開發了世界上第一個3D打印的月球發射和著陸墊,它不僅能夠經受靜態射擊測試,而且被證明可以重復使用。
墊子本身也是用月球巖石生產的,因此將來可以在月球上進行3D打印,使NASA能夠減少向太空發射建筑材料的相關成本。同樣,作為Olympus項目的一部分,ICON現在正在開發一個用于月球部署的地球外建筑系統,這只是該公司在諸多美國國家航空航天局的應用案例之一。
△ICON的 "下一代 "Vulcan 3D打印機。圖片來自ICON公司
輔助任務——CHAPEA
由建筑公司Bjarke Ingels Group(BIG)設計的Mars Dune Alpha正在從頭開始建造,以模擬宇航員在火星表面有可能的生存體驗。據ICON公司稱,該建筑將具有不同特征的天花板高度,由一個總體的外殼分割,每個區域都為船員提供"獨特的體驗",以避免空間的單調和疲勞。
在布局方面,火星基地將包括四個私人住所、工作站、醫療站和種植食物的區域,并在兩者之間找到共享生活空間。棲息地還將配備可定制的照明、溫度和聲音控制,以及可移動的家具,使居住的宇航員能夠真正把它變成一個家。
一旦準備就緒,Mars Dune Alpha將被部署在美國宇航局的乘員健康和性能探索模擬任務中,即 "CHAPEA "任務。從本質上講,這項計劃需要進行為期一年的一系列火星表面模擬,旨在為該機構在未來的長期任務中的風險、資源和船員管理戰略提供信息。
為了準備長期的模擬研究,美國宇航局現在已經開始招募志愿者,讓他們呆在ICON的3D打印棲息地內。申請加入CHAPEA機組并參加2022年秋季開始的一年任務也正在接受報名,截止日期直到2021年9月中旬。
BIG的創始人BjarkeIngels補充說:"我們與美國宇航局和ICON一起,從人類自身的經驗出發,調查人類移居到另一個星球上的家會帶來什么。從這個棲息地研究中獲得的數據將直接為美國宇航局的長期探索任務標準提供信息,因此,將有可能為新的火星新生活奠定基礎。火星沙丘阿爾法將使我們離成為一個多行星物種更近一步。"
△ICON的Vulcan 3D打印機在建造Mars Dune Alpha時擠出其專有的Lavacrete材料。照片來自ICON公司
建筑業3D打印的騰飛
盡管ICON在航空航天領域的探索在建筑3D打印領域有些罕見,但混凝土增材制造結構的規模仍在快速增長。就在上個月,迪拜水電局(DEWA)開設了一個完全3D打印的研發中心,這可以使其在運營方面取得重大進展。
同時,在英國即將建成的高速2號(HS2)鐵路網倫敦終點站的承包商宣布了3D打印隧道元素的計劃。通過采用ChangeMaker 3D的 "Printfrastructure "技術,這個項目的工程師們旨在加快該線路的建設,并比以前的建設模式更加環保。
在其他地方,在荷蘭,建筑公司BAM和WeberBeamix已經開始建造世界上最長的3D打印混凝土人行橋。一旦在奈梅亨市建成,該結構將達到29.5米(或97英尺)的長度,比目前由清華大學團隊建造的記錄保持者還要長11英尺。
來源:南極熊3D打印網
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