ICON 3D打印火星模擬棲息地，為人類未來移居火星未雨綢繆

南極熊導(dǎo)讀：火星，我們的鄰居，太陽系內(nèi)和地球最像的行星。截至2021年8月6日，中國首輛火星車“祝融號”已經(jīng)在火星表面工作了82個火星日，累計行程里程突破800米！一直以來，人類都沒有停下探索火星的步伐。不僅是火星，人類有一天總會移民更多的星球，探測、登陸、定居……

近日，南極熊獲悉，來自德克薩斯州的建筑公司ICON正計劃3D打印一個棲息地，以求準(zhǔn)確地再現(xiàn)了未來宇航員訪問火星表面時將經(jīng)歷的條件。不難想到，這樣一個建筑項目目的就是為了未來的火星移民提前做好準(zhǔn)備工作。

這個代號為 "Mars Dune Alpha "的1700平方英尺的建筑結(jié)構(gòu)將使用ICON公司的Vulcan 3D打印機(jī)建造，并在NASA的約翰遜太空中心進(jìn)行長期任務(wù)模擬。NASA通過為期三年的實(shí)地測試，來評估其營養(yǎng)系統(tǒng)的功效，以及長期暴露在紅色星球條件下的身體和行為影響。

△美國航天局

ICON的首席執(zhí)行官JasonBallard說："這是人類有史以來建造的保真度最高的模擬棲息地，我們希望開發(fā)出最真實(shí)的模擬場地，以幫助人類實(shí)現(xiàn)向星空擴(kuò)張的夢想。3D打印棲息地向我們進(jìn)一步說明，規(guī)模性建筑的3D打印是人類在地球上的‘工具包’的重要一部分，要想去月球和火星，就必須留下來先把這個工具包裝備好。Mars Dune Alpha的目的也非常明確，那就是為人類在另一個星球上生活做好準(zhǔn)備。"

△ICON公司在美國宇航局約翰遜航天中心建造中的火星沙丘阿爾法（Mars Dune Alpha）。照片來自ICON公司

ICON移居地外空間的雄心

ICON利用其專有的Vulcan 3D打印機(jī)（可打印面積約為2000平方英尺），在過去幾年中已經(jīng)開始了一個規(guī)模巨大的跨國建設(shè)計劃。早在2018年，該公司籌集了900萬美元，并與非營利組織 "New Story"合作，將其中的一些現(xiàn)金用于在美國建造第一個授權(quán)的打印房屋。

從那時起，ICON已經(jīng)擴(kuò)大了其3D打印機(jī)的使用范圍，例如為拉丁美洲的無家可歸者搭建了一個經(jīng)濟(jì)適用房社區(qū)，以及為美國海軍陸戰(zhàn)隊搭建了巨大的 "車輛隱藏結(jié)構(gòu)"。該公司還不斷升級其技術(shù)，今年早些時候公布了下一代Vulcan系統(tǒng)的計劃，這套打印系統(tǒng)的速度是原來的兩倍，建造容量為3000平方英尺。

由于ICON的技術(shù)在速度、規(guī)模和設(shè)計靈活性上的提高，它們現(xiàn)在也越來越多地被應(yīng)用到航空航天來源。2021年3月，ICON公司與美國宇航局合作開發(fā)了世界上第一個3D打印的月球發(fā)射和著陸墊，它不僅能夠經(jīng)受靜態(tài)射擊測試，而且被證明可以重復(fù)使用。

墊子本身也是用月球巖石生產(chǎn)的，因此將來可以在月球上進(jìn)行3D打印，使NASA能夠減少向太空發(fā)射建筑材料的相關(guān)成本。同樣，作為Olympus項目的一部分，ICON現(xiàn)在正在開發(fā)一個用于月球部署的地球外建筑系統(tǒng)，這只是該公司在諸多美國國家航空航天局的應(yīng)用案例之一。

△ICON的 "下一代 "Vulcan 3D打印機(jī)。圖片來自ICON公司

輔助任務(wù)——CHAPEA

由建筑公司Bjarke Ingels Group（BIG）設(shè)計的Mars Dune Alpha正在從頭開始建造，以模擬宇航員在火星表面有可能的生存體驗。據(jù)ICON公司稱，該建筑將具有不同特征的天花板高度，由一個總體的外殼分割，每個區(qū)域都為船員提供"獨(dú)特的體驗"，以避免空間的單調(diào)和疲勞。

在布局方面，火星基地將包括四個私人住所、工作站、醫(yī)療站和種植食物的區(qū)域，并在兩者之間找到共享生活空間。棲息地還將配備可定制的照明、溫度和聲音控制，以及可移動的家具，使居住的宇航員能夠真正把它變成一個家。

一旦準(zhǔn)備就緒，Mars Dune Alpha將被部署在美國宇航局的乘員健康和性能探索模擬任務(wù)中，即 "CHAPEA "任務(wù)。從本質(zhì)上講，這項計劃需要進(jìn)行為期一年的一系列火星表面模擬，旨在為該機(jī)構(gòu)在未來的長期任務(wù)中的風(fēng)險、資源和船員管理戰(zhàn)略提供信息。

為了準(zhǔn)備長期的模擬研究，美國宇航局現(xiàn)在已經(jīng)開始招募志愿者，讓他們呆在ICON的3D打印棲息地內(nèi)。申請加入CHAPEA機(jī)組并參加2022年秋季開始的一年任務(wù)也正在接受報名，截止日期直到2021年9月中旬。

BIG的創(chuàng)始人BjarkeIngels補(bǔ)充說："我們與美國宇航局和ICON一起，從人類自身的經(jīng)驗出發(fā)，調(diào)查人類移居到另一個星球上的家會帶來什么。從這個棲息地研究中獲得的數(shù)據(jù)將直接為美國宇航局的長期探索任務(wù)標(biāo)準(zhǔn)提供信息，因此，將有可能為新的火星新生活奠定基礎(chǔ)�；鹦巧城鸢�爾法將使我們離成為一個多行星物種更近一步。"

△ICON的Vulcan 3D打印機(jī)在建造Mars Dune Alpha時擠出其專有的Lavacrete材料。照片來自ICON公司

建筑業(yè)3D打印的騰飛

盡管ICON在航空航天領(lǐng)域的探索在建筑3D打印領(lǐng)域有些罕見，但混凝土增材制造結(jié)構(gòu)的規(guī)模仍在快速增長。就在上個月，迪拜水電局（DEWA）開設(shè)了一個完全3D打印的研發(fā)中心，這可以使其在運(yùn)營方面取得重大進(jìn)展。

同時，在英國即將建成的高速2號（HS2）鐵路網(wǎng)倫敦終點(diǎn)站的承包商宣布了3D打印隧道元素的計劃。通過采用ChangeMaker 3D的 "Printfrastructure "技術(shù)，這個項目的工程師們旨在加快該線路的建設(shè)，并比以前的建設(shè)模式更加環(huán)保。

在其他地方，在荷蘭，建筑公司BAM和WeberBeamix已經(jīng)開始建造世界上最長的3D打印混凝土人行橋。一旦在奈梅亨市建成，該結(jié)構(gòu)將達(dá)到29.5米（或97英尺）的長度，比目前由清華大學(xué)團(tuán)隊建造的記錄保持者還要長11英尺。