Mars'a gitmeye karar verirsek (ve orada kalmaya karar verirsek), Marslı yerleşimciler bazı ciddi zorluklarla karşılaşırlar. Birincisi, gezegen Dünya'ya kıyasla son derece soğuk, ortalama -63 ° C (-82 ° F) civarında, bu da Antarktika'daki soğuk geceyle karşılaştırılabilir. Bunun da ötesinde, insanlar ve karasal yaratıklar için nefes alabilen inanılmaz derecede ince bir atmosfer var. Buna radyasyon ekleyin ve Mars'ı yerleştirmenin neden zor olacağını anlamaya başlıyorsunuz.
Ancak söylenişe göre, zorunluluk buluşun anasıdır. Buluş sürecini teşvik etmek için NASA, 3D-Baskılı Habitat Centennial Challenge yarışmasını başlatmak için Bradley Peoria Üniversitesi ile ortaklık kurdu. NASA’nın Uzay Teknolojisi Misyon Müdürlüğü tarafından desteklenen Yüzüncü Yıl Mücadelelerinin bir parçası olarak, bu yarışma son zamanlarda tasarım konseptleri için beş takıma 100.000 dolar ödül parası verdi.
NASA Centennial Challenges 2005 yılında halka doğrudan katılım sağlamak ve uzay araştırmaları için devrim niteliğinde uygulamalar üretmek amacıyla 2005 yılında başlatılmıştır. Program, temel ve uygulamalı araştırma, teknoloji geliştirme ve prototip gösteride inovasyonu teşvik etmek için teşvik ödülleri sunuyor. Yarışmayı yönetmek için Bradley Üniversitesi ayrıca Caterpillar, Bechtel ve Brick & Mortar Ventures sponsorlarıyla ortaklık kurdu.
Yarışma için, katılımcılara özel yazılım araçları kullanarak bir Mars habitatının fiziksel ve fonksiyonel özelliklerinin dijital temsillerini oluşturmakla görevlendirildi. NASA'nın bir paneli, akademik ve endüstri uzmanları, her bir kazanan takımın ne kadar ödül parası kazandığını belirleyen çeşitli kriterlere göre takım puanları verdi. Dünyanın her yerinden 18 başvuru arasından 5 takım seçildi.
Ne kadar ödül parası verildiğine göre kazanan takımlar:
- Rogers, Arkansas Takım Zopherus - $ 20,957.95
- AI. New York Uzay Fabrikası - 20.957,24 $
- Jackson Kahn-Yates, Mississippi - $ 20,622,74
- SEArch + / New York Apis Cor - $ 19,580.97
- Kuzeybatı Evanston Üniversitesi, Illinois - 17,881.10 $
Tasarım yarışması, Mars'ta yaşamı destekleyen bir yaşam alanı inşa etmenin getireceği tüm zorlukları, buna kat edilen mesafeleri ve atmosfer ve manzaradaki farklılıkları da içeriyor. Kısacası, ekiplerin yalıtılacak ve hava geçirmez olacak ve aynı zamanda yerel malzemeler (in-situ kaynak kullanımı) kullanılarak inşa edilebilecek habitatlar yaratmaları gerekiyordu.
Yarışma 2014 yılında başladı ve üç aşamada yapılandırıldı. Tasarım Yarışması (2015 yılında 50.000 $ 'lık ödül cüzdanı ile tamamlandı) 1. Aşama için, ekiplerin önerilen yaşam alanlarının bir sunumunu sunmaları gerekiyordu. Aşama 2, Yapısal Üye Yarışması, malzeme teknolojilerine odaklandı ve takımların yapısal bileşenler oluşturmalarını istedi. Bu aşama 2017 yılında 1,1 milyon dolarlık ödül cüzdanı ile tamamlandı.
Aşama 3 için, yarışmanın mevcut aşaması olan Yerinde Habitat Yarışması, yarışmacılara habitatlarının fabrikasyon alt ölçekli versiyonları ile görevlendirildi. Bu aşama, iki sanal seviye ve üç inşaat seviyesinden oluşan beş rekabet seviyesine sahiptir. Birincisi için, ekipler, içermesi gereken tüm yapısal gereksinimleri ve sistemleri birleştiren bir habitat tasarlamak için Bina Bilgi Modelleme (BIM) yazılımını kullanmakla görevlendirildi.
İnşaat seviyeleri için, ekiplerin son seviye için üçte bir ölçekli basılı bir yaşam alanı ile doruğa ulaşarak habitatın 3D baskılı elemanlarını özerk olarak üretmeleri istenecektir. Bu aşamanın sonunda, takımlara 2 milyon dolarlık bir çantadan ödül parası verilecek. NASA'nın Centennial Challenges program yöneticisi Monsi Roman olarak, yakın tarihli bir NASA basın açıklamasında şunları söyledi:
“Bu yarışmaya kendi benzersiz tarzlarında yaklaşan bu farklı takım grubunun başarısını görmek bizi heyecanlandırıyor. Onlar sadece yapılar tasarlamıyorlar, uzay araştırmacılarımızın diğer gezegenlerde yaşamasına ve çalışmasına izin verecek yaşam alanları tasarlıyorlar. Yarışma ilerledikçe tasarımlarının hayata geçtiğini görmekten heyecan duyuyoruz. ”
Kazanan kayıtlar, Zorphues ekibinin Dünya'daki biyolojik yapılardan esinlenen modüler bir yaşam alanı konseptini içeriyordu. İnşaat süreci, yüzeye ulaşan ve iyi bir “baskı alanı” bulmak için çevreyi tarayan bir iniş (aynı zamanda bir mobil baskı fabrikasıdır) ile başlar. Daha sonra bu alanın üzerinde yürür ve malzeme toplamak için roversler kullanır, daha sonra basınçlı bir baskı ortamı sağlamak için yere sızdırmaz hale getirir.
Ana modül daha sonra önceden imal edilmiş bileşenler (hava kilitleri, pencereler, atmosfer kontrolü, tuvaletler, lavabolar, vb.) Kullanılarak monte edilir ve yapı etrafına basılır. Yazıcı daha sonra bitişik bir konuma yürür ve aynı yöntemi kullanarak başka bir modül yazdırır. Zamanla, yaşam, dinlenme, gıda üretimi, bilimsel çalışmalar ve diğer aktiviteler için alan sağlayan ana modüle bir dizi habitat bağlanır.
Konseptleri için ikinci sırada yer alan ekip (Takım AI. SpaceFactory), dikey bir silindir seçti ve Marsha yaşam alanları için en verimli şekil seçti. Ekibe göre, bu tasarım sadece ideal baskı ortamı değil, aynı zamanda kullanılabilir alan miktarını en üst düzeye çıkarır, yapının faaliyetlere göre dikey olarak bölünmesini sağlar, 3 boyutlu baskıya çok uygundur ve daha az yer kaplar yüzey alanı.
Ekip ayrıca yaşam alanlarını Mars'taki sıcaklık değişiklikleriyle başa çıkacak şekilde tasarladı. Çözümleri, tüm yapıyı, sıcaklık değişikliklerine tepki olarak kayar yataklar üzerinde hareket eden flanşlı bir kabuk olarak tasarlamaktı. Yapı ayrıca, dış (basınç) kabuk iç yaşam alanından tamamen ayrı olan bir çift kabuktur. Bu, hava akışını optimize eder ve ışığın tüm yaşam alanlarına filtrelenmesini sağlar.
Sıradaki ekip, Kızıl Gezegendeki toz fırtınalarına ve sert iklimlere dayanacak şekilde özel olarak tasarlanan Khan-Yates yaşam alanı. Bu mercan benzeri kubbe, ekvatoral bölgeye yerleşecek, daha sonra yerel malzemeler kullanarak bir temel ve temel tabakası basacak bir inişten oluşur. Baskı kolu daha sonra kabuğun ve tabanların basılmasına başlamak için dikey olarak geçiş yapar.
Dış kabuk, iyi aydınlatılmış bir ortama izin veren pencerelerle süslenmiştir, dış kabuk çekirdekten ayrıdır ve yapının şekli, toz fırtınalarının yapı etrafında akmasını sağlamak için tasarlanmıştır. Dördüncü sırada SEArch + / Apis Cor’un Mars X evi, maksimum radyasyondan korunma sağlamak ve aynı zamanda Mars manzarasına doğal ışık ve bağlantı sağlamak için tasarlanmış bir yaşam alanıydı.
Yaşam alanı, Hercules Tek Kademeli Yeniden Kullanılabilir Lander'dan dağıtılan mobil robotik yazıcılar tarafından inşa edildi. Tasarım İskandinav mimarisinden esinlenilmiştir ve kuzey enlemlerindeki güneş ışığının iç mekana girmesini sağlamak için “hafif kepçeler” ve zemin seviyesi görüntüleme diyaframlarını kullanır. İki dış (ve üst üste binen) kabuk, şeffaf CO ile iki şişme alandan oluşan yaşam alanlarını barındırır2 şişirilmiş pencere cepleri.
Beşinci sıra, bir iç küre kapalı kabuğu ve bir dış parabolik kubbeden oluşan Mars 3Design habitatları için Northwestern Üniversitesi ekibine gitti. Ekibe göre, bu yaşam alanı üç tasarım özelliği ile Mars unsurlarından koruma sağlıyor. Birincisi, dairesel bir temel, ana yaşam alanı olarak işlev gören şişirilebilir basınçlı bir kap ve dış kabuktan oluşan yapının iç şeklidir.
İkinci özellik, yapının zıt uçlarından uzanan ve girişler ve çıkışlar olarak işlev gören ve gelecekteki baklalarla kavşak sağlayabilen giriş sistemi. Üçüncü özellik, kubbenin yapısal omurgası olan ve Mars yerçekimi ve atmosferik koşullar altında basınç yüklemesi için optimize edilmiş ve radyasyondan ve elementlerden sürekli koruma sağlayan çapraz kirişlerdir.
İç mekan düzeni NASA Hawai’in Uzay Araştırmaları Analog ve Simülasyon (HI-SEAS) habitatına dayanmaktadır ve “ıslak alanlar” ve “kuru alanlar” arasında bölünmüştür. Bu alanlar, kaynakların kullanımını bir tarafta konsantre ederek (bu habitat boyunca koşmak yerine) optimize etmek için habitatın karşı taraflarına yerleştirilir ve alan, iç mekanı ayıran merkezi, geri çekilebilir bir duvarla bölünür. kamu ve özel alanlar.
Bu kavramlar, vatandaş mucitlerinin yeteneklerini, bir gün insanların Ay, Mars ve ötesinde yaşamasına izin verecek sürdürülebilir barınaklar inşa etmek için gerekli teknolojileri geliştirmek için kullanan 3D Baskılı Habitat Yüzyıl Mücadelesi'nin amaçlarını somutlaştırıyor. . Bradley Üniversitesi Caterpillar Mühendislik ve Teknoloji Koleji Dekanı Lex Akers, yarışmanın dediği gibi:
“Geniş bir yelpazeyi Mars'ta bir yaşam alanını nasıl tasarladıklarına dair yenilikçi tasarımlar geliştirmeye teşvik ediyoruz. Sanal seviyeler, büyük 3D yazıcılara erişimi olmayan liselerden, üniversitelerden ve işletmelerden gelen takımların rekabetin bir parçası olmasına izin veriyor çünkü rekabetin son seviyesi için bu tür makinelere erişimi olanlarla birlikte çalışabiliyorlar. .”
Yüzüncü Yıl Ödülleri geleneğinde devam eden NASA, uzay araştırmalarına ilgiyi teşvik etmek ve gelecekteki zorlukları ele almak için bu yarışmaya halkın katılımını istiyor. Aynı zamanda uzay yolculuğunun getirdiği birçok mühendislik, teknik ve lojistik problemini çözmek için yeni teknolojilerden faydalanmaya çalışıyor. Bir gün, insanlar Ay'da, Mars'ta ve Güneş Sistemi'ndeki diğer yerlerde yaşıyorlarsa ve yaşadıkları zaman, ev olarak adlandırdıkları habitatlar öğrencilerin, vatandaş mucitlerin ve uzay meraklılarının işi olabilir.
3-B Pinrted Habitat Challenge hakkında daha fazla bilgi için yarışma web sayfasına göz atın.
