火星這顆紅色的星球吸引著天文學家和航天機構的關注,他們計劃在未來幾十年內將航天員送上火星。公眾對火星的好奇和向往也被帶動起來,許多人希望成為早期的火星移民。人類要想真正能在火星上立足,最大的挑戰是如何開發出安全的居所。研究機構、科技公司、建筑師、大學生紛紛提出了自己的設計概念,那么,他們設想中的人類未來在火星的住所會是什么樣子呢?
充氣房
充氣房屋并不是一個新概念,40多年前,有人就提出把可充氣房屋作為未來人類在月球上的居所。后來,火星一號項目沿襲了這一設想,準備在火星上建立由多個充氣單元組成的居住區。至于人們關心的充氣式建筑能否經受住火星惡劣環境的考驗,開發人員認為,可以利用多層復合材料加之以特殊的防輻射涂層來抵御極端溫度、火星風暴和宇宙射線。
冰屋
美國國家航空航天局(NASA)2016年底發布過名為“冰屋”的概念火星屋(圖②上),所用的建筑材料之一是冰,而且是取自于火星的水冰。冰屋將由可膨脹材料構成,屋子外面覆蓋一層冰,一方面能為內部結構提供保護,使其免受宇宙射線等的影響,另一方面還可作為儲備燃料,因為水分解后產生的氧氣和氫氣可以轉化為火箭燃料。“冰屋”的概念來自于NASA等機構發起的火星3D打印居留地挑戰賽的獲獎設計(圖②下),這個設計競賽迄今已經舉辦了幾屆,吸引了許多科技公司和建筑設計公司參與。
土房
除了NASA這樣的太空機構,許多私人科技公司也在開發與星際殖民相關的技術。例如,一家名為KedWorks的公司開發了一種3D打印系統,可以幫助人類建造房屋、道路和其他基礎設施,以維持火星上的生存。3D打印系統使用的“打印材料”實際上是灰塵。灰塵像融化的糖漿一樣被加熱,冷卻后,它會變成人們想要的任何東西。有了3D打印工具,太空船不需要攜帶沉重的建筑材料。到達火星后,宇航員用軟件掃描地面條件,找到有利的地形結構,如洞穴和隧道,然后使用3D打印機將其轉換為人類可以居住的地方。
“鐵皮屋”
同樣在火星3D打印技術和材料的幫助下,一家法國設計公司推出了名為Svero的火星概念住宅。該團隊設想使用機器人在火星表面挖洞,從火星土壤中富含的氧化鐵中提取鐵,用高功率激光熔化鐵粉,并將其用作3D打印的原材料,打印出金屬圓頂和住宅中所需的設備。兩個金屬圓頂將被一層水隔開。水也是從火星提取的。美國國家航空航天局估計,火星1.5%至3%的水儲存在土壤深處的永久凍土中,很容易使用一些方法將其液化。
“樹屋”
在2017年10月舉行的火星城市設計大賽中,麻省理工學院師生設計的“玫瑰森林”獲得了建筑冠軍。顧名思義,他們設想在火星上建造一座物理功能類似于地球森林的城市,并利用火星本身的資源,如水冰、土壤、太陽能,支持生物生存。“紅色森林”實際上是一座白色建筑,看起來像一座巨大的圓頂天文臺。每個穹頂下都有一棵“樹”來支撐,而“根”是地下深處縱橫交錯的管道,人們就住在那里。穹頂結構將充滿水,一方面為人們提供保護,另一方面,它可以借助太陽能加熱和分解水,并持續為人們提供熱水、氧氣和氫燃料。
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