自 2014 年起,美国宇航局NASA开始试图解决在火星上长期居住的问题。他们举办了一个分阶段的3D打印火星栖息地挑战赛(NASA 3D Printed Habitat Challenge),这是NASA百年火星挑战赛的重要部分。NASA邀请科研专家、工程师及大学实验室利用3D打印创造火星环境下的宜居空间。

纽约科技公司通过玄武岩复合材料方案赢得 NASA 火星栖息地3D打印挑战赛-复合材料网

今年5月,比赛进入最后阶段, 在上一环节拿到第二名的纽约建筑与科技事务所AI SpaceFactory凭借其高度的自主性和材料研发表现脱颖而出,赢得决赛第一名并收获50万美元的奖金。最后竞赛阶段要求参赛队伍在早期虚拟建模的基础上,利用3D建模软件建造出一个三分之一大小的建筑原型。

该事务所的设计作品“MARSH”是一个圆柱体的巢状屋,可容纳4名宇航员居住。建筑外部覆盖两层壳,第一层用来保持与地面的平衡,第二层可应对剧烈波动的气温。内部分为4层楼,地面层的车库与外部系统相连接。二楼及三楼分布有厨房、睡眠舱、浴室等生活空间。在顶部,明亮的“skyroom”用于非正式的娱乐和锻炼。每一层楼都至少有一个窗口,提供360°的火星全景。

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这一创新挑战了传统的洞穴式的“太空时代建筑”形象,将重点放在创造高度适宜居住的空间,以适应火星任务的需要。经过数年的开发,近日在美国布拉德利大学的学习中心,AI SpaceFactory成功在30小时之内打造出了15英尺高(约4.57米)的“MARSHA”原型。

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AI SpaceFactory使用可自主操作的机器人手臂,并利用3D打印机制造出了一种可降解、可回收的复合材料,这种材料混合了玄武岩和生物聚合物。玄武岩可直接在火星发掘,而生物聚合物则是由地球上的淀粉制成。

在经受了NASA的压力、烟雾和冲击测试后,人们发现这种材料比竞争对手所使用的混凝土更坚固和耐用。当一台96吨重的履带式挖掘机从顶部挤压结构时,“MARSHA”只有一小块材料断裂了,但整个建筑物几乎没有移动。

这个比赛并不是竞争的终点。通过测试期间收集的数据, AI SpaceFactory决定回收制造“MARSHA”时所用的材料,打造一款名为“TERA”的新设计,它将是地球上第一个太空技术生态栖息地,于本月在众筹网站Indiegogo上发布。 AI SpaceFactory计划把“TERA”用于Airbnb租赁,让人们更近距离地了解外星生活的可能性。

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AI SpaceFactory首席执行官兼创始人David Malott表示:“我们为太空开发了这些技术,但它们有可能改变我们在地球上建造的方式。通过使用源自农作物的天然可生物降解材料,我们可以消除建筑业对无法回收的混凝土的大量浪费,并恢复我们的星球。”