毫无疑问,火星是现下最炙手可热的话题之一(尤其是在《火星救援》上映后),向来喜欢投公众所好的NASA自然看到了这一点。去年,NASA和美国国家增材制造创新学会(National Additive Manufacturing Innovation Institute,一般被称为America Make)联手举办了一场利用3D打印技术设计住所的比赛,奖金共225万美元,要求设计师们(以及建筑家或梦想家等等)设计并建造一所未来可以在火星上居住的房屋。
比赛一共收到了超过165份参赛作品,每一个作品都会从建筑构思、设计方案、可居住性、创新性、功能性、选址地点以及3D打印时的可塑性等方面进行评判。最终一等奖被由SEArch/Clouds Architecture Office团队设计的概念房——冰屋拿下。
下面是他们的设计理念。
宇宙中有丰富的水资源:在探索宇宙起源道路上,我们已经发现了宇宙中除了地球外,还有许多适合人类生存的星球。最近我们甚至太阳系中的其他星球上发现了水或水冰的存在,像是月球和火星,这让在它们上面发现已知生命形态的存在有了可能性。因为如果有外星生命,水是构成他们身体的基本元素,NASA在探索地外生命的项目中甚至制定了一条“跟着水走”的原则。因此,在设计冰屋时,我们的团队采用了水这一生命构建基本元素作为建筑主材料。而且火星上有多处已探测水源,我们可以就地取材。所以,水不仅是人类和整个行星生态赖以延续的基础,也是我们3D打印时的主材料。
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光线与视觉的完美结合:冰屋的特殊设计,让它成为了火星地表上一座亮眼的灯塔。在室内设计上,我们注重了光线的运用,通过光线,把室内和室外独特风景融合到一起,打造独特的视觉体验,让你的身体和头脑能同时得到放松。因为尽管科学家们不断研发阳光的人工替代物,但人工替代物毕竟不能像真的太阳那样起起落落,对人的心理和生理起到调节作用。目前的火星探索建筑多位于地下,周围充斥着对人体有害的高氯酸盐、石膏以及其他多种危险品。而冰屋立于地表,完全不用担心这些问题,而且内部装有辐射屏蔽装置,即使是阳光曝晒,也不会有丝毫危险。
利用水屏蔽辐射:利用水冰的特性,冰屋能够过滤阳光,吸收辐射,为我们在地表生存提供了保障。冰屋的外层是渐变的透明壳形建筑,打破了传统的外星居所设计概念,和周围地形和好的结合到了一起。冰屋的建筑核心是生活区,在多余压力层的保护下,整个空间呈密封状态。当一个人进出辐射屏蔽冰层时,会从慢慢从充满植物的内部景观过渡到荒芜的火星地表。
完全垂直设计:为冰屋提供动力的垂直着陆器,继承了探索人员飞行器的形状,让探索人员能够更快适应火星上的生活。层叠设计也使得在公共空间外,私人空间也得到了充分的保证。内部空间的利用也十分高效,底层着陆器表面有足够的空间存放大量机器人以及四个生命保障系统(Environmental Control and Life Support Systems)。生命保障系统在展开时会膨胀,但是没关系,事先放置的折叠桥接器会打开,给予它足够的空间。着陆器中心有一个螺旋式的阶梯,连通冰屋的上层,探索人员爬楼梯的同时也起到了锻炼作用。
中间地带: 冰屋内部和外壳之间有一个袋型的“前院”,它是一个受保护的中间地带,既不是室外但也不是室内。它让宇航员不穿太空衣就感受到室外。这个中间地带示范了一种全新的、解放的、革命性的外星生活方式——惊险,又奇妙。独特的光线设计还能让自动改变外层的颜色,创造出一种“菲涅耳透镜”效果,让光线在室内得以折射并集中。
着陆器后面还有一个半独立的壳形冰建筑位,双层外壳在生命保障系统的薄膜和着陆器之间创造了两层空间。那里和整个冰屋一样,有稳定的压力、气温以及空气补给,这将创造一个你以前无法想象的火星上的绿色庭院。
氧气花园:在着陆器核心和冰屋内部之间,种满了绿色的植物。这座垂直的“水栽植物乐园”不仅给冰屋带来了更多生机,也给千篇一律的火星地表风光带点缀了一抹绿色,同时还补给了探索人员的氧气和食物。“花园”不仅补给了实验所需的消耗,也让探索人员在平时工作穿梭间得以接触到自然生活。这些植物对探索人员的身体健康都有好处,产生的氧气过多也没关系,可以通过“前院”释放出去。
冰房间:冰屋内部是一个个事先设计好的由冰打造的不同房间。线条感十足的圆顶设计,扩大了人的视觉感受,无形中增加了空间。
EFTF材质窗户:在外层冰壳较为薄弱的地方,我们安置了大块的EFTF(乙烯-四氟乙烯共聚物,厚度通常小于0.20mm,是一种透明膜材)膜,充入防辐射的气体膨胀成窗户。有了这些EFTF窗户,探索人员在室内就可以将壮丽的火星地表收入眼底。
翻译:叶青
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