NASA 火星棲息地設計大賽進入最後階段,前五名團隊名單出爐

作者 | 發布日期 2018 年 07 月 31 日 18:01 | 分類 天文 , 尖端科技 , 自然科學 follow us in feedly

當人類踏上火星的那一天到來,該如何迅速蓋好一座安全又實用的火星屋?美國太空總署(NASA)歷時多年的火星棲息地設計大賽終於進入第三階段及最後階段,前五名參賽團隊的虛擬模型作品已公開,設計理念各有千秋,相當有趣,明年初將會以 3D 列印技術建造出真實模型。



如果一切按計畫進行而不單只是商業炒作,那麼 2024 年,伊隆‧馬斯克的 BFR 超級火箭就會將第一批乘客帶到隔壁紅色行星;NASA 則較保守,估計 2033 年發射火星載人任務。

還有一家荷蘭私人企業主導的火星探索移民計畫 Mars One(火星一號)預計 2031 年發射升空,其第一批船員將永久定居火星(有去無回),但這間公司備受西方媒體甚至美國太空總署質疑是場大騙局,一些獨立科學家指稱該公司的火星計劃不可行,NASA 科學家批評該公司只有瘋狂的想法,但沒有任何人知道他們正在做什麼;Mars One 的財務審查結果也顯示該公司陷入巨額負債,麻省理工學院更是直接與該企業公開辯論。

撇開火星殖民熱潮引起的炒作不談,前往火星後若要長時間生活,棲息地又是另一個問題。火星上的房子必須能承受強烈太陽輻射、極端溫度變化,內部則提供加壓設備供人居住,但火箭上有限的空間阻止我們帶更多材料過去,房屋設計困難重重。

以目前技術而言,3D 列印似乎是最好的選擇。

NASA 自 2014 年起舉辦分階段火星棲息地設計大賽,今年 7 月進入比賽第三階段,從來自世界各地的 18 支參賽隊伍中決選出前五名作品。

前兩階段主要是提交平面精描圖與材料技術構想;第三階段中,參賽隊伍皆使用專業建築資訊模型 BIM(Building Information Modeling)設計虛擬火星房屋結構,按規定,火星棲息地生活空間至少需達 1,000 平方英尺(約 92.9 平方公尺或 28 坪),降落後要能馬上自主組裝,強度足以讓 4 名太空人在火星惡劣的環境條件下生活 12 個月。

進入決選的 5 個團隊設計風格獨特迥異,第一名團隊 Zopherus 來自美國阿肯色州羅傑斯市,他們設計一個類似蜘蛛機器人的吊艙,上部金屬圓頂負責保護「火星混凝土攪拌機」和 3D 列印機器,火星混凝土材料取自火星當地的冰、氧化鈣和火星岩石,兩個儀器會在吊艙內部印製房屋。一旦房屋印好,蜘蛛機器人的「腿」會自動抬起吊艙,移至下一個地點繼續重複列印過程。

第二名團隊 AI. SpaceFactory 來自紐約,就建築美學而言,垂直的圓柱體看上去很樸實,但實用性非常高,既能有效利用空間、也最適合列印,並且團隊深入研究外牆遇熱膨脹與隔熱的設計,不少外媒都相當肯定第二名的務實設計。

▲ AI. SpaceFactory 團隊作品。(Source:NASA

此外,該團隊還想到了「謀殺」這項詭異但確實可能存在的嚴重問題。人類連活在地球上都會無可避免地湧現孤獨感,屆時一小群人離鄉背井去到杳無人煙的火星,孤獨感放大了不知幾百倍,加上失去最直接的法律約束,此時人與人之間任何互動都可能破壞某種微妙平衡,當不可控情緒一湧現,十頭牛都拉不住一個失去理性的人。

而這座圓柱體內房間分層設計,每個人都有各自獨立封閉的空間──萬一真的不幸有人衝動起來,至少你有安全的避難所。

第三名團隊 Kahn-Yates 來自密西西比州傑克遜城市,團隊稱整體結構可抵禦大規模沙塵暴,房屋外殼有許多洞讓光線進入,緊挨著外殼與內部居住核心的空間座落著鬱鬱蔥蔥的花園,負責過濾室內空氣,雖然──植物從哪裡來是個好問題,要從地球帶顆蘋果樹過去嗎?

▲ Kahn-Yates 團隊作品。(Source:NASA

《techcrunch》評論也質疑,團隊是否有必要在其中建造一個超巨大迴旋樓梯,顯然空間未有效分配,如果拿掉樓梯,勢必可多出容納科學研究的設計。

第四名團隊 SEArch+/Apis Cor 也來自紐約,在考量陽光最大照入量的同時也考慮如何屏蔽輻射。Apis Cor 是一家建築公司,將使用一種特殊混凝土來列印建築。

第五名團隊來自美國西北大學,設計主旨是簡化簡化再簡化,一個能迅速列印且橫樑強度增強的簡單圓頂,內部空間雖然沒有很寬敞,但布局實用。影片可點此

▲ 西北大學團隊作品。(Source:NASA

比賽將於 2019 年初進入最後階段,屆時團隊將交出利用 3D 列印技術按三分之一比例建造的真實模型,誰會成功讓我們拭目以待。來看看每個團隊的介紹影片,都相當耐人尋味。

底下還有幾張進入前十名、但沒進入前五名的隊伍作品可以欣賞。

▲ ALPHA 團隊作品。

▲ Colorado School of Mines and ICON 團隊作品。

▲ X-Arc 團隊作品。

▲ Hassell & EOC 團隊作品。

▲ Mars Incubator 團隊作品。

(首圖為第四名團隊作品,來源:NASA