معماری-در-فضا
معماری-در-فضا

چگونه در آینده می توانیم در کهکشان زندگی کنیم؟

چگونه در آینده می توانیم در کهکشان زندگی کنیم؟ در زمین، منابع طبیعی برای ایجاد ساختارها فراوان هستند، اما ارسال این مواد همراه ما به ماه یا مریخ است که کم هزینه و غیر قابل قبول است.

معمار Xavier De Kestelier ، که درباره برنامه ای رادیکال برای استفاده از روبات ها و گرد و غبار فضا برای چاپ ۳D خانه های بین سیاره ای برایمان توضیح می دهد. درباره این زمینه در حال ظهور، معماری فضایی، با این بحث جذاب در مورد آینده (به طور بالقوه) نه چندان دور بیشتر آشنا شوید.

نمایشگاه فضا در بروکسل

فکر کنم ۱۲ ساله بودم که پدرم من را به یک نمایشگاه در مورد فضا در بروکسل برد، که خیلی از اینجا دور نیست. و فکر کنم تقریباً سال ۱۹۸۸ بود، خوب اواخر جنگ سرد بود. و بین آمریکایی‌ها و روس‌ها بر سر آوردن چیزهایی به آن نمایشگاه رقابتی در جریان بود. ناسا یک شاتل فضایی انفجاری بزرگ آورد، ولی روس‌ها ایستگاه فضایی میر را آوردند.

در واقع یک نمونه آموزشی بود، و می‌توانستید داخل بروید و همه چیز را بررسی کنید. همه چیز واقعی بود، جای دکمه‌ها، جای سیم‌ها، محل غذا خوردن فضانوردها، جایی که کار می‌کردند. و وقتی به خانه برگشتم، اولین کاری که کردم این بود که شروع کردم به کشیدن سفینه‌های فضایی.

این‌ها سفینه‌های علمی تخیلی نبودند، نه. در حقیقت ترسیمات فنی بودند. قطعه‌ها و بخش‌هایی از نوع سازه‌ای بودند که می‌تواند از آنها ساخته شود. جای سیم‌ها، جای پیچ‌ها.

فعالیت در زمینه معماری فضا

فعالیت-در-زمینه-معماری-فضا
فعالیت-در-زمینه-معماری-فضا

خوب خوشبختانه، من یک مهندس فضا نشدم، بلکه یک معمار شدم. اینها بعضی از پروژه‌هایی هستند که در یک دهه و نیم اخیر با آنها درگیر بوده‌ام. همه این پروژه‌ها کاملاً با هم فرق دارند، با شکل‌های کاملاً متفاوت، به این دلیل که برای محیط‌های مختلفی ساخته شدند.

محدودیت‌های متفاوتی دارند. و فکر می‌کنم طراحی وقتی جالب می‌شود که محدودیت‌های سختی داشته باشید. این ها پروژه‌هایی در سراسر دنیا بودند. چند سال قبل، این نقشه به اندازه کافی خوب نبود. خیلی کوچک بود.

مجبور بودیم این را اضافه کنیم، چون قرار بود برای آژانس فضایی اروپا پروژه‌ای روی ماه انجام دهیم. آنها از ما خواستند به همراه ناسا یک سکونتگاه در ماه طراحی کنیم، و یکی در مریخ، رقابتی برای بررسی سکونت در مریخ.

هر وقت به عنوان یک معمار، به مکان دیگری می‌روید و سعی می‌کنید چیزی طراحی کنید، به معماری محلی نگاه می‌کنید، به نمونه‌هایی که آنجا وجود دارد. در حال حاضر، بر روی ماه، البته این کار سخت است.

چون آنجا فقط این وجود دارد. فقط ماموریت‌های آپولو هست. آخرین باری که به آنجا رفتیم، من هنوز به دنیا نیامده بودم، و فقط سه روز آنجا بودیم. خوب برای من، این یک جور پیک نیک طولانی است، اینطور نیست؟ ولی یک سفر نسبتاً گران.

محدودیت برای انتقال سازه از زمین به فضا

الان مشکل اینجاست که وقتی قرار است چیزی بر روی یک سیاره یا یک ماه دیگر بسازید، چطور آن را به آنجا ببرید، چطور آن را به آنجا ببرید.

محدودیت وزن

خوب اول از همه، مثلاً انتقال یک کیلوگرم، به سطح ماه، ۲۰۰٫۰۰۰ دلار هزینه دارد، خیلی گران است. پس می‌خواهید که خیلی سبک باشد.

محدودیت فضای سفینه

دوم، فضا. فضا محدود است، نه؟ این موشک آریان ۵ است. فضایی که آنجا دارید تقریباً چهار و نیم در هفت متر مربع است، که خیلی زیاد نیست. پس لازم است یک سبک معماری وجود داشته باشد که هم فشرده یا قابل فشرده شدن باشد، و هم سبک. و فکر کنم یکیش را اینجا دارم. این خیلی فشرده، و خیلی سبک است. در واقع، این را قبلاً ساختم.

خوب، یک مشکل دارد، این بادکنک‌ها کاملاً آسیب پذیر هستند. باید از آنها محافظت شود، به ویژه، وقتی به یک محیط خیلی سخت مثل ماه می‌روید. اینطور بهش نگاه کنید.

اختلاف دما در یک پایگاه در ماه می‌تواند چیزی تا حدود ۲۰۰ درجه باشد. در یک سمت پایگاه، دما می‌تواند ۱۰۰ درجه سانتیگراد باشد و در سمت دیگر، می‌تواند منفی ۱۰۰ درجه باشد. باید از خودمان در برابر این محافظت کنیم.

همچنین ماه هیچ میدان مغناطیسی ندارد، یعنی هر تابشی، تابش خورشیدی، تابش کیهانی، به سطح ماه برخورد می‌کند. در مقابل این هم باید از خودمان حفاظت کنیم، باید از فضانوردها محافظت کنیم.

نبود جوّ

و سومی، که قطعاً آخری نیست، ماه هیچ جوّی ندارد. یعنی هر شهاب سنگی که واردش بشود نمی‌سوزد، و به سطح اصابت می‌کند. به همین دلیل است که ماه پر از دهانه‌های آتشفشانی است. از فضانوردها در برابر این هم باید محافظت کنیم.

ما به چه نوع سازه‌ای نیاز داریم؟

چاپ-گر-سه-بعدی
چاپ-گر-سه-بعدی

خوب، در واقع بهترین گزینه یک غار است، چون یک غار جرم زیادی دارد، و ما به جرم نیاز داریم. ما به جرم احتیاج داریم تا از خودمان در برابر دما، در برابر تابش، و در برابر شهاب سنگ‌ها محافظت کنیم. ما این مشکلات را این طور حل کردیم.

در واقع همین طور که می‌بینید ما قسمت آبی را داریم. این مثل یک بالون برای پایگاه ما در ماه است. فضای بسیار زیادی برای زندگی و آزمایشگاه فرآهم می‌کند، و یک سیلندر دارید که به آن متصل شده، و تمام ساختارهای پشتیبان را در خود دارد، تمام وسایل پشتیبان حیات و همچنین دریچه هوا.

و در بالای آن، یک سازه داریم، یک سازه گنبدی شکل، که از ما محافظت می‌کند، و جرم زیادی در خود دارد. این مواد اولیه را از کجا بیاوریم؟ آیا قرار است بتن و سیمان را از زمین به ماه ببریم؟ خوب البته که نه، چون بیش از اندازه سنگین است. خیلی پرهزینه است. بنابراین می‌رویم و از مواد موجود در ماه استفاده می‌کنیم.

 

استفاده از مواد محلی، خاک ماه (ریگولیت)

مواد محلی چیزهایی هستند که در زمین هم با آن سر و کار داریم. هر جایی که ما ساخت و ساز می‌کنیم یا در هر کشوری، نگاه می‌کنیم ببینیم مواد محلی اینجا چه چیزهایی هستند. در مورد ماه مشکل این است که مواد محلی چه هستند؟ خوب، خیلی زیاد نیستند.

در حقیقت، فقط یک ماده داریم. خاک ماه. یا اسم جالب و علمی آن، ریگولیت (سنگ پوش)، ریگولیت ماه. خوبی آن این است که همه جا هست، نه؟ سطح از آن پوشیده شده است. از ۲۰ سانتی‌متر تا چند متر، همه جا. اما چطور می‌خواهیم با آن ساختمان بسازیم؟

خوب، از یک چاپگر سه بعدی استفاده می‌کنیم. اگر از هر کدام از شما بپرسم که چاپگر سه بعدی چیست، احتمالاً همه شما به چیزی به این اندازه فکر می‌کنید که چیزهایی تقریباً به این اندازه چاپ می‌کند. خوب البته قرار نیست من یک چاپگر سه بعدی خیلی بزرگ به ماه ببرم که پایگاه ماهم را چاپ کنم.

 

استفاده از چاپ گر سه بعدی برای ساخت سازه اسفنجی سلولی

نمونه-سازه-اسفنجی-سلولی
نمونه-سازه-اسفنجی-سلولی

من می‌خواهم از یک وسیله خیلی کوچک‌تر استفاده کنم، چیزی شبیه به این. این یک وسیله کوچک است، یک روبات سیار

کوچک، که یک بیل کوچک دارد، و ریگولیت را به پایگاه می‌آورد و سپس یک لایه نازک از ریگولیت را می‌ریزد، و بعد روباتی خواهیم داشت که لایه به لایه آن را محکم می‌کند، تا وقتی که بعد از چند ماه، کل پایگاه ساخته شود.

ممکن است متوجه شده باشید که این سازه‌ای کاملاً خاص است که چاپ می‌کنیم، و نمونه کوچکی اینجا دارم، این یک سازه اسفنجی سلولی نام دارد. کاملاً طبیعی به نظر می‌رسد. دلیل اینکه ما از این به عنوان قسمتی از سازه پوسته استفاده می‌کنیم این هست که فقط به سفت کردن بخش‌های مشخصی نیاز داریم، یعنی باید چسب کمتری از زمین بیاوریم، و خیلی سبک‌تر می‌شود.

حالا رویکرد طراحی چنین چیزی و سپس پوشاندن آن با یک گنبد محافظ را در پروژه مریخ هم انجام دادیم. اینجا می‌بینید، سه تا گنبد. و چاپگرها را می‌بینید که این سازه‌های گنبدی را چاپ می کنند. بین مریخ و ماه یک فرق خیلی بزرگ هست، بگذارید توضیح بدهم.

چاپ-سازه-های-گنبدی
چاپ-سازه-های-گنبدی

این نمودار به شما مقیاس اندازه زمین و ماه، و فاصله واقعی بین آنها را نشان می‌دهد، تقریباً ۴۰۰٫۰۰۰ کیلومتر.

اگر بخواهیم به مریخ برویم، فاصله مریخ از زمین این تصویر توسط مریخ پیمای کنجکاوی از زمین گرفته شده. یک نقطه خیلی کوچک می‌بینید که زمین است، ۴۰۰ میلیون کیلومتر دورتر.

ساخت سازه گنبد توسط مریخ پیماها

مریخ-پیما
مریخ-پیما

مشکل این مقدار فاصله این است که تقریباً هزار برابر فاصله زمین از ماه است، خیلی دور است، ولی هیچ ارتباط رادیویی، مثلاً، با مریخ پیمای کنجکاوی وجود ندارد. پس من نمی‌توانم از زمین آن را هدایت کنم. نمی‌توانم بگویم، «اوه، مریخ پیما، برو به چپ،» چون ۲۰ دقیقه طول می‌کشد که این سیگنال به مریخ برسد.

بعد ممکن است مریخ پیما به چپ برود، و ۲۰ دقیقه دیگر طول بکشد که بتواند به من بگوید، «آره، من رفتم چپ.» به دلیل این فاصله، مریخ پیماها و روبات‌ها باید به صورت خودکار کار کنند. تنها مسئله این است که ماموریت‌های مریخ ریسک بالایی دارند. همین چند هفته پیش هم این را دیدیم. اگر نیمی از محموله به مریخ نرسد چه می‌شود. چه کار کنیم؟

خوب، به جای ساختن فقط یک یا دو روبات، مثل کاری که در ماه کردیم، صدها روبات خواهیم ساخت. کمی شبیه خاکریز موریانه‌هاست، می‌دانید؟ موریانه‌ها، اگر نصف گروه موریانه‌ها را برداریم، آنها هنوز قادر هستند که خاکریز را بسازند. ممکن است کمی بیشتر طول بکشد. اینجا هم همینطور است.

اگر نیمی از مریخ‌پیماها یا روبات‌ها به مقصد نرسند، خوب بیشتر طول می‌کشد، ولی هنوز می‌توانید انجامش دهید. اینجا ما حتی سه مریخ پیمای مختلف داریم. در پشت، دستگاه حفاری را می‌بینید. واقعاً در حفر ریگولیت ماهر است. سپس انتقال دهنده را داریم، که برای برداشتن ریگولیت و آوردنش به سازه عالی است.

و در آخر، این روبات‌های کوچک با پاهای کوتاه، لازم نیست زیاد حرکت کنند. کار آنها این است که روی یک لایه از ریگولیت بنشینند و با امواج مایکرو آنها را به بچسبانند، و سازه گنبد را لایه به لایه بسازند.

شبیه سازی کار روبات ها و مریخ پیماها در زمین

الان ما همچنین می‌خواهیم آن را امتحان کنیم، پس به یک سفر جاده‌ای رفتیم، و دسته روبات‌های خودمان را ساختیم. بفرمایید. ما ده تا از این روبات‌ها ساختیم. این یک دسته کوچک است. و شش تُن شن برداشتیم، و امتحان کردیم که چطور این روبات‌های کوچک خواهند توانست شن را به اطراف منتقل کنند، در این مورد، شن زمین.

و از راه دور کنترل نمی‌شدند. خوب؟ هیچکس به آنها نمی‌گفت برو چپ، برو راست، یا به آنها مسیر از پیش تعیین شده نمی‌داد. نه، به آنها یک کار محول شد: شن را از این ناحیه به آن ناحیه منتقل کنند.

و اگر با یک مانع مواجه شدند، مثلاً یک صخره، خودشان باید راه را پیدا می‌کردند. یا اگر با یک روبات دیگر روبرو شدند، باید می‌توانستند تصمیم گیری کنند. یا حتی اگر نیمی از آنها از کار بیفتند، یا باتری آنها تمام شود، هنوز باید قادر باشند کارشان را تمام کنند.

من در مورد نسخه اضافی صحبت کردم. ولی این فقط در مورد روبات‌ها نبود. در مورد محل سکونت هم بود. ما در پروژه مریخ تصمیم گرفتیم سه گنبد بسازیم، به این خاطر که اگر یکی از آنها به مقصد نرسید، دوتای دیگر هنوز بتوانند یک پایگاه بسازند، و عمدتاً به این دلیل بود که هر کدام از گنبدها در واقع یک سیستم پشتیبانی از حیات در کف خود دارند، تا بتوانند به صورت مستقل کار کنند.

خوب از جهاتی، ممکن است فکر کنید که دیوانگی است. شما به عنوان یک معمار، چرا باید با موضوع فضا درگیر شوید؟ به این دلیل که زمینه‌ای چنین فنی است.

سکونت در سیارات دیگر

راستش، من کاملاً قانع شدم که با یک دید خلاق یا از دید طراحی، می‌توانید مسائل واقعاً مشکل و دارای محدودیت‌های زیاد را حل کنید. و من واقعاً احساس می‌کنم جایی برای طراحی و معماری در پروژه‌هایی مثل سکونت در میان سیاره‌ها وجود دارد.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

twenty − 18 =