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SOM受欧洲航天局邀请设计外太空上的第一个永久性人类住区

  • 专业分类:建筑设计
  • 2018-08-17 09:17
文章授权转载自公众号:SOM设计事务所


1972 年,“阿波罗 17 号”最后一次执行 NASA 登月任务,宇航员 Eugene Cernan 用镜头记录下同伴 Jack Schmitt 奔向位于五号工作站的月球车。图片版权 © NASA

当今正是太空探索的新时代。随着像 SpaceX 和 Blue Origin 这样的民营公司进入太空探索领域,历来领导着外太空活动的政府机构正在建立新的合作伙伴关系,以充分利用新的“太空竞赛”势头。

本着这种精神,欧洲航天局(ESA)邀请 SOM 设计外太空上的第一个永久性人类住区。这个富有远见的项目被称为“月球村”,汇集了来自政府、学术机构和私营企业的专家。设计涵盖支持月球上人类生命的方方面面——从定居点的总体规划到第一批居民的实际栖息地板块。

为了启动合作,来自欧洲航天局战略部门的 Piero Messina 和宇航员 Claudie Haigneré 与 SOM 建筑师和工程师 Colin Koop、Daniel Inocente、Georgi Petrov,以及欧洲空间研究和技术中心(ESTEC)的先进制造工程师 Advenit Makaya 和建筑分析师 Markus Landgraf 进行了一场对话。对话涉及关于月球村愿景的讨论,以及它对太空生活和地球生命的意义。

图片版权 © NASA

为什么选择月球作为探索的对象?这个项目对太空探索意味着什么?

Piero Messina:得益于国际空间站和以前的空间站,过去 20 多年来我们一直在低地球轨道上工作、生活,并进行科学实验和基础设施组装。火星仍然是伟大的科学目标。但是时候去考虑这个过程中的下一步,去设想在永久性的、可持续的基础上进一步扩大人类在太空中的生存环境。在月球上建立一个定居点就是这下一步计划。

我们称这个倡议为“月球村”,它是一项真正的全球性创举。我们希望利用地球上几乎每个国家的能力。我们将其视为一个开放式项目,欧洲作为主要的推动者。

它应该为科学技术的研究、发展以及商业创造众多新机会。在月球表面上重复进行机器人、自动化和人工操作,将大大增强我们对人类探索火星的信心和安全感。更重要的是,在强调可持续性和循环经济的背景下,在极端环境中工作将培养可能适用于地球的创新解决方案。

Advenit Makaya:过去的月球任务是在太空竞赛和竞争精神的背景下展开的,未来它将由合作和可持续性驱动。不论目标是更好地了解月球和太阳系的历史、到达深空的新观测点,还是为未来目的地的任务创建训练场,在月球表面建立一个长期定居点是未来勘探工作中非常重要的一部分。

像 SOM 和橡树岭国家实验室合作的 AMIE 1.0 等项目展示了创新研究合作伙伴关系的潜力。图片版权 © SOM

Colin Koop:太空探索是人类创新的下一个重要步骤。它关乎测试人类的极限,并超越对宇宙的已知理解。

月球的重要性在于它是塑造原型的机会。在月球上,我们可以测试人类是否有可能在受保护的地球环境之外生存。你必须解决在地球上甚至不需要考虑的非常复杂的问题——比如宇宙射线、压力差以及如何提供可呼吸的空气。这些通常不是建筑师花时间思考的事情。但现在它们对我们来说非常重要,因为星际间居住是未来设计的一部分。

Georgi Petrov:月球的引力比地球的引力小得多。因此,到达火星和其他小行星所需的许多资源和燃料可能更容易在月球上获得。

同样重要的是月球为科学发现提供的不可思议的可能性。我们必须认识到,不同于地球的动态表面,月球在数十亿年内没有发生重大变化。它是早期太阳系保存完好的原始样本。阿波罗任务从月球近侧的几个位置带回了令人难以置信的科学发现,但月球的大部分表面仍未被探索。现在是研究这一切的机会。

1971 年,宇航员 James Irwin 在“阿波罗 15 号”登月项目中执行任务 。图片版权 © NASA

Markus Landgraf:20 世纪的太空工程师 Krafft Ehricke 用一种哲学的方式说:“如果上帝旨意我们探索太空,他就会给我们一个月亮。”我将他的话理解为月亮的物理特征——它的大小、旋转状态、轨道周期,以及地球重力场边缘的位置——其探索成本比其他天体低很多。 最近,月球科学家 Paul Spudis 用同样简洁的语汇总结了研究月球的价值:“它非常接近、有趣,而且有用。”


欧洲航天局希望从与建筑和工程公司的合作中学习什么?

Claudie Haigneré:我们非常期待向 SOM 学习他们在概念化和定义复杂项目方面的方法,并将其转化为实用的模型和元素。我们的合作伙伴关系富有先驱者和建设者的精神,这也正是我们希望通过月球村项目达成的目标。我们相信这一合作将丰富我们双方的经验。

Advenit Makaya:当我们考虑如何在月球上建立长期或永久定居点,以及如何将它从最初的小型勘探人员扩展到人口规模更大的居住地时,与经验丰富的地球栖居环境设计师的交谈就变得非常有趣了。在定居月球的设计和操作上,SOM 的方法可能会和太空工程师不同,这就可能产生一些有用的发现。

我们的职责是就“月球表面的环境特征如何影响人类住区所要提供的必要功能”提供指导。我们必须考虑到大气缺失、温度变化巨大,以及辐射和微流星体的存在。我们也会就将地球物资运到月球所受限制提出建议。然后,我们仰赖 SOM 的建筑设计专长与创造力,将其转化为在月球居住的设计。我们对如何使用和整合月球上的原始材料特别感兴趣,这也是月球居住可持续性的一个关键方面。

名为“哥伦布”(Columbus)的科学实验室是国际空间站的一部分,也是欧洲航天局对国际空间站最大的单体贡献。图片版权 © Daniel Inocente | SOM

月球村的设计方法与地球上的项目有何不同?

Markus Landgraf:程序设计和土木工程方面的基本方法类似,但参数设置会因月球环境有很大差异。设计团队必须熟悉月球环境,并考虑潜在的未知因素。我们必须考虑轻量级解决方案,因为从地球运输材料非常昂贵——每公斤可能需要花费高达 50 万欧元才能送达。这就是为什么我们特别想找到使用月球上可用材料的方法。

Daniel Inocente:地球上的建筑与文化、科学、传统和技术紧密相连。我们必须将这些考虑因素引入太空建筑,这样我们才能超越单纯的工程,找到如何维持人类生命的方法。我们将有机会定义地球以外的建筑范式。

我们必须考虑许多不同的情景,包括如何适应各个居住阶段并支持不断变化的活动范围。 这些活动可以是工业、探索、科学、艺术,乃至更多你可以想到的。最终的产品决不是一个单一概念,而是一个非常灵活的框架,它可以实现持续增长。

Georgi Petrov:到目前为止在太空飞行的所有东西都经过策划——从运载火箭开始,然后将航天器安装在运载火箭内部,然后使这些系统能够容纳在航天器中,最后再将人类的因素考虑进去。这种方式适用于短期任务,但对长期居住来说是不可持续的。SOM 将制定一个总体规划,其愿景是推进现有的拓展成为面向未来的永久性定居方案。

Colin Koop:关于在月球上生活意味着什么有很多天真的描述。这类描述在科幻小说中并不少见。同时,也有很多关于实现这一目标非常详细的科学理论。我们希望找到一个折中点,设想出一个引人入胜但务实、可实现的未来。

1960 年代中期,艺术家 Andrei Sokolov 的插画设想了外行星上的生活。

SOM 希望从这次合作中学习什么?这些知识如何应用于地球?

Daniel Inocente:这次合作可以带来解决问题的新方法。欧洲航天局在处理天文和原子尺度方面拥有深厚的专业知识。 通过与他们合作,我们可以显著扩展我们在工程、预测规划以及支持各种尺度生活的集成系统方面的知识。认识到在月球上维持人类长期生存的环境挑战,以及我们希望从解决这些挑战中学到的一切,都将有助于我们解决地球上的问题。这可以帮助我们创造更好的城市、更好的建筑,以及可持续的健康环境。

Colin Koop:现在我们行业的很多对话都和零有关:净零、零能耗、零水。这些都关乎尽可能使用最有效的闭环循环材料来帮助应对气候变化。大多数建筑物都不是零能耗建筑。它们的能耗通常是正数,意味着它们消耗的能量超过它们产生的能量,或者它们使用的材料多于它们应该使用的材料。

在月球上,一切都必须为零。百分之百的闭环循环。不仅在材料方面,而且在空气再循环、食品生产等方面,一切都必须是周期性的。人们可以从地球带来的东西是有限的。如果这个问题可以得到解决,那么在地球上解决一座公立学校或办公楼的问题就变得迎刃而解。我认为这个想法——从极端情境中获取知识并将其应用于更具规范性的情况——这非常具有吸引力。

欧洲航天局团队为月球着陆阶段创建的一项早期设计概念。图片版权 © 欧洲航天局

本文摘自:青年建筑



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