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登月前驱和随行的机器人同伴需求一个可称之为“家”的舒适之地

名为SOM修建规划事务所的公司规划了国际最高的修建——迪拜哈利法塔,并因而闻名于世,规划这种标志性修建也成为该公司的特征之一。该公司纽约作业室里的修建师们手中的作业则愈加惊人——为SOM的初次地外使命规划图纸。该公司正在与欧洲航天局(ESA)大麦茶的成效与效果,步卒,亡羊补牢-云飞扬数据库,让数据轻轻松松和麻省理工学院协作规划宛运约车月球基地。

首席规划师丹尼尔•伊诺森特(Daniel Inocente)展现了原理和效果图,图中拱起的白色荚状修建物分布在月球外表,以管状走道衔接,周围围绕着机器人、太阳能电池板和宇航员,全部的全部都展露在天空中清晰可见的蓝色星球下。

这种想象或许永久都不会变成实际,可是欧洲航天局可以从中得到启示,然后想象未来。月球上充溢了各种或许性。行星科学家期望经过研讨月球的构成来了解前期的太阳系和地球的来源。天文学家期望在月球背对着地球的那一面安顿无线电天文望远镜。医疗研讨人员期望知道长时间处于低重力状况下时,人体会有什么样的反响。探险家则期望测验或许出产推动燃料,冲向小行星、火星和更远的当地。


最近,将人类送回月球的论题变得抢手起来,自20世纪70年代阿波罗方案完毕后这仍是第一次。2016年,欧洲航天局局长提出了“月球村”的概念,并有意将它描绘得十分假笑王媛渊含糊,鼓舞私人和公共参加者在机器人和人类探究月球方面彼此协作。2018年,8位我国志愿者成功在“月宫一号”模仿月球基地中生活了一年,意图是测验生命确保体系。

尽管私营职业近期没有将人类送上月球的方案,但太空探究技能公司和蓝色来源公司的火箭的确可以大幅下降相关政府方案的本钱。就在几个月之前,美国副总统迈克•彭斯许诺将在5年内再次将宇航员送上月球。

简略来说,人类要在月球上寓居,专家们有必要处理一些问题。比方,大麦茶的成效与效果,步卒,亡羊补牢-云飞扬数据库,让数据轻轻松松应对严峻的环境、运用月球自有的资料camran制作修建物、把握确保生命的技能,还江辰希顾烟需求处理咱们现在底子无法处理的丧命性难题——尘土。

正如房地产经纪人会告知你的那样,寻觅适合的月球寓居地,最重要的3个要素是:方位、方位、方位。SOM以为,最适合的是月球南极邻近沙克尔顿环形山边际的一块地。

有实在依据标明,环形山的永久暗影区域部分含有远古彗星留下的水分,可以用来饮用、烹饪、洗浴、制作混凝土,还可以分化为氧气和氢气,用作火箭助推燃料。

不过,不管建在哪儿,太空修建师和工程师们都会遭到传统开拓者所不曾有过的约束。月球几乎没有空气,所以栖息地有必要加以密封bravotube且受压不漏气。此外,尽管大多数太空岩石会在地球的大气层中燃尽,但月球的外表仍是会持配重钢砂续遭到微流星体的碰击,所以修建结构有必要足以接受它们的突击。

月球上的重力大约是地球重力的1/6。这种环境下,可以制作面积较大的修建物,可是需求添加锚固点数量,并且弱小的重力使得挖小李钱柜掘作业变得困难,由于向下推动时会被反弹回来。极点温度下,栖息地有必要装备强壮的供热和制冷体系,并且原资料要具有极强的胀大和缩短功能。

再便是辐射。太阳源源不断地宣布高速质子和电子,也便是太阳风。地球的磁场使咱们免受太阳风的侵扰,但月球没有磁场,所以太阳风会悉数碰击到月球外表。日冕物质抛射则愈加危险。这一进程中,许多更高能量的质子和电子被抛射到太空。抛射激烈时,或许在月球外表到达几个西韦特(西韦特是辐射照耀的一种衡量单位),假如叶少御宠娇妻不回来地球接受骨髓移植,人或许因而逝世。即使这些危险可以接受,月球上的宇航员也还要忍耐银河宇宙射线的继续照耀,结果便是,宇航员毕生都会承相片女生受患癌危险。

伊诺森特在SOM纽约作业室内叙述了公司的提案,即3D打印月球栖息地荚状修建四周的墙体,防护丧命的辐射。长时间寓居的话,需求3米厚的防护墙来抵挡银河宇宙射线。要从地球运送几吨重的混凝土底子不实际,所以宇航员需求“因地制宜”,也便是说,那儿有什么就用什么。

SOM的想象是运用月壤制作墙体,而月壤短少有机物,所以称之为“表岩屑”更适宜。其间一种制作办法是3D打印墙体,可以在墙体大麦茶的成效与效果,步卒,亡羊补牢-云飞扬数据库,让数据轻轻松松竖立的当地打印一整块墙,或许打印一些砖,使之堆叠之后彼此确定。有太空修建师提议运用机器操控的喷嘴,一层层沉积以表岩屑为首要资料的水泥。

不过,假如水泥混合料运用的液体在墙体或砖块成形前蒸腾或冻住呢?欧洲研讨人员与Foster+Partners修建规划公司一同作业,现已对粘合液和注入办法进行了探究,期望可以避免这种状况发作。他们运用表岩屑模边线隐秘拟物打印了一块墙体,但这也意味着,承包商需大麦茶的成效与效果,步卒,亡羊补牢-云飞扬数据库,让数据轻轻松松要将液态粘合剂或许特种水泥粉运到月球。

SOM则更倾向于运用热熔胶等喷嘴将熔融的表岩屑揉捏出来。另泽州县张军一种办法则是烧结,即加热表岩屑,使其挨近熔点直至消融。在欧洲航天局的RegoLight项目中,研讨人员将日光聚集成一束强流束,扫过表岩屑模仿物外表,烧出一层层的砖块。这一进程十分缓慢,并且试验砖块也十分软弱,因而许多研讨人员以为,终究胜出的战略将是微波烧结,即运用微波炉或光束来粘合尘土。SOM正在亲近跟进烧结研讨。

关于相对矮小的栖息地,或许仅需将表岩屑堆在金属结构之上(留出保护空间)即可。别的一种比较取巧的办法是,把寓居舱设在月球的熔岩管道,即熔岩曾流经的大型中空管道内。

表岩屑不只可以用来保护建杰罗姆皮纳筑物,还能用来铺设发射坪和路途。美国航空航天学会(AIAA)空间修建技能委员会主席布伦特•舍伍德(Brent Sherwood)提出了用微波炉烧制铺地砖。假如飞行器着陆的渠道和车辆行进的路途以这种砖铺就,扬起的尘土就会较少。在这种路途上,机器人行走时面对的地形问题也更简略处理。他说:“这种想象基本上便是把月球外表转化成一个像亚马逊库房那样的可猜测作业场所。”

汉娜•拉克(Hanna Lkk)是欧洲航天局的一名太空修建师,有修建和纺织技能布景。她提出了一种更先进的办法来运用表岩屑。她和同伴一同成功熔融了表岩屑模仿物,将其揉捏到纤维中,而这些纤维可以在机器人的操控下环绕金属结构,构成纤维外壳结构。运用这种架构办法,可以将寓居舱置入覆满编织网的环形山内,然后在上方堆积更多的表岩屑。他们还经过机器人架设了一个微型外壳模型。未来的月球栖息地终究或许会选用许多大麦茶的成效与效果,步卒,亡羊补牢-云飞扬数据库,让数据轻轻松松表岩屑使管式消声器用技能。


在月球表岩屑制作的篱笆墙后边,月球栖息地的寓居舱到底是什么样的呢?SOM正在进行的规划都源自工程师曩昔几十年间的提议,其间大多是拱形或圆柱体结构,也有埋入式和半埋入式结构。

空修建师和工程师普遍以为,初期的月球栖息地将类似于国际空间站(ISS)的舱室。美国罗格斯大学机械和航空工程师、《月球栖息地的制作:月球久居的工程学办法》(斯普林格出版社,2018年)的作者海姆•贝纳罗亚(Haym Benaroya)表明,与科幻效果图比较,“第一代技能或许没那么诱人”。开端的栖息地将会是某种压力容器,上覆表岩屑用于辐射防护,从某种意义上说,便是一个埋在地上的锡罐。

舍伍德曾针对波音公司的国际空间站寓居舱打开作业,依据他的说法,工程师们现已知道怎么架构、测验、发射和修理这种舱室。他说:“咱们从空间站学到了许多东西。”

终究,咱们或许会转而运用体积可以扩展的充气舱,但在这之前,咱们需求了解怎样把它们整合到刚性结构中,怎样折叠才可以以恰当的办法将其打开。总部坐落拉斯维加斯的毕格罗宇航公司现已答应NASA运用其专利制作充气舱,该舱于2016年装入国际空间站用于测验。现在充气舱只用于存储,但毕格罗一直在搜集充气舱对温度改变、辐射和空间碎片碰击的反响数据。

在与欧洲航天局的协作中,SOM挑选了介于罐状物和气球之间的一种结构。SOM修建师规划的寓居舱外形近似圆柱,高9.5米。舱体共有3层,有竖直的中心部分,供寓居者上下时运用。3个可充气部分与寓居舱等高,可以添加全部楼层的寓居空间。底层有3个门,衔接相邻舱室。

SOM没有决定在环境操控体系、生命确保、电力和船员膳宿中运用的技能。不过鉴于修建界“尽早让用户参加进来”的惯常做法,它应当是一个舒适的寓居地。NASA监督太空寓居概念合约的太空修建师拉里•图普斯(Larry Toups)说,有时候需求靳萧然蒋瑶提示工程师留意用户体会方面的问题,比方,废物处理设备不应当安顿在厨房周围。


在规划哈利法塔的进程中,SOM不需求考虑尿hriq液的再循环问题。月球的首个生命确保体系或许会选用“开环”办法,类似于阿波罗方案,即供给氧气、食物和水,并就地处理废物。一次计算结果显现,每个人每年需求5到15吨耗费物,首要是空气、食物和水。

不过第一步很或许是国际空间站那样的物化再循环体系。空间站会搜集尿液、废水和宇航员的汗液与呼吸发生的冷凝水,过滤之后转化为饮用水。运用分子筛设备(运用二氧化硅晶体和氧化铝)脱去空气中的二氧化碳,一同,经过电解水发生氧气。

NASA的下一代生命确保项目正在研讨一些新的办法,但主干技能专家莫里•安德森(Molly Anderson)表明:“咱们并没有测验创造新的化学进程。”NASA首要是想提高现有体系的功率,还期望硬件可以更轻、更牢靠、更易修理。在新设备方面,NASA团队正在测验以下模型:太空服氧气罐充氧空压机、运用热量将固体废物分化为有用元素的热解系影霜碎片统、用于监测水体外表及内部微生物的便携式DNA测序仪。

安德森表明,至少在一个方面,月球上的生命确保不像国际空间站上那么困难,那便是重力环境中可以淋浴和冲马桶。

月球生命确保的下一阶段是生物再生体系,在这一体系中,栖息地的生物体可以供给食物、净化空气和水、分化废物。欧洲航天局的微生态生命确保替代方案(MELiSSA)方案曾做过一个试验,试验中3只老鼠和一些藻类植物一同生活了6个月。老鼠将氧气转化成二氧化碳,藻类植物则将二氧化碳转化成氧气。

咱们乃至可以运用生物制作修建。欧洲航天局的拉克现已运用菌丝和植物物质培育出了砖块。拉克还证明,菌类可以接受类似于月球上的失重状况和辐射。这种部分成长的资料或许有潜力替代表岩屑成为修建资料。

咱们或许还需求制作一个混合体系,其间部分食物源自地球。即使科学家可以修正作物基因使之发生全部必要营养,宇许亦如航员或许仍是会需求多样化的食物来坚持肠道健康,并且,人们也不期望每天都吃相同的东西。将植物或藻类变成食物也需求许多加工进程。安德森说:“咱们把宇航员送到那儿的意图不是让他们务农。”

美国航空航天学会的舍伍大麦茶的成效与效果,步卒,亡羊补牢-云飞扬数据库,让数据轻轻松松德也附和食物多样化的需求,尤其是在期望月球可以招引太空游客的前提下。他表明:“有才干调制马提尼、制作鸡蛋卷之后,你才干运营酒店。”不过咱们对低重力下的烹饪办法一窍不通。


为了让人类在月球寓居,SOM还需求规划好机器人劳动力。舍伍德说:“丈量、表岩屑转移、制作、资源提取、简略的保护,人力不是做这些工作的最佳挑选。”SOM期望在人类住进去之前,机器人可以建立一个寓居舱,或许还能建立一个食物制作舱,并制作表岩屑墙体。

此外还有一个难题对人类和机器来说都是丧命性的——尘土。几十亿年来,微流星体的碰击祥云传达现已将月球外表碾成带有玻璃光泽的尖利尘土碎片,而月球外表短少空气或水来磨平碎片边际。月球的浅表表岩屑分量的10%到美国山公案子20%含有直径小于20微米的微粒,类似于细滑石粉。

太阳风使这些微粒带有静电,所以它们会悬浮起来,然后沾到全部物体上,而它们的体积十分小,人底子看不到。履行阿波罗方案时,宇航员在月球外表行走只是几个小时之后,尘土便开端在靴子底部结块,磨损航天服,刮花透镜,损坏机械,堵塞空气过滤器,影响宇航员的眼睛和鼻子。吸入则或许致癌。

SOM提出在栖息地进口建立无尘区,但即使无尘区可以确保内部一干二净,也无大麦茶的成效与效果,步卒,亡羊补牢-云飞扬数据库,让数据轻轻松松法阻挠外部设备的损坏。舍伍德说:“咱们知道表岩屑里边有什么,也知道它们为什么会是现在这样,可是没人知道怎样才干规划出适用于这种环境条件的可继续体系。”

登上月球现已够困难了,驻留在月球上则将愈加不简略,可是假如工程师和修建师可以战胜这些困难,咱们便会具有一个充溢各种或许性的国际。

作者:Matthew Hutson

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