اختبار نموذج أولي لموئل القمر في القطب الشمالي

بعد بضعة أشهر من الآن، سيسافر مهندسان معماريان دنماركيان إلى القطب الشمالي ويحبسان نفسيهما في حجرة عزل تبلغ مساحتها 600 قدم مكعب (تقريبًا بحجم مرآب يتسع لسيارتين) لمدة ثلاثة أشهر.

لماذا؟ صدق أو لا تصدق، إنهم لا يفعلون ذلك هربًا من فيروس كورونا. إنهم يفعلون ذلك من أجل العلم. يقوم الرجلان شخصيًا باختبار تصميمهما لموطن جديد لاستخدامه على القمر لمعرفة ما إذا كان ذلك ممكنًا أم لا يمكنهم البقاء على قيد الحياة في عزلة مماثلة لما قد يختبره رواد الفضاء على سطح القمر على المدى الطويل البعثات.

تحدثت Digital Trends إلى أحد الزوجين، وهو سيباستيان أرسطوتيلس، الرئيس التنفيذي لشركة SAGA Space Architects، إلى جانب عالم نفس الفضاء كونستانتين تشتيريف، للحديث عن مفهومهم لمستقبل السكن في الفضاء وكيف يمكن للهندسة المعمارية المدروسة أن تساعد الناس على تحقيق النجاح إلى أقصى الحدود البيئات.

ما الذي يجب أن تقدمه الهندسة المعمارية في الفضاء؟

ال موطن القمر القمري

يمكن طيها إلى حوالي 100 قدم مكعب، وتمتد باستخدام نظام من الطيات المعقدة التي تعتمد على الأوريجامي الياباني. يمكن للموطن، الذي يتم تشغيله بواسطة الألواح الشمسية، أن يتحمل درجات الحرارة المتجمدة في القطب الشمالي، ولأنه مطبوع ثلاثي الأبعاد، يمكن إعادة طباعة أي أجزاء تحتاج إلى الاستبدال بسهولة.

لكن الابتكار الحقيقي للموطن هو الطريقة التي تم تصميمه بها لتلبية الاحتياجات النفسية لسكانه. التحدي الكبير الذي يواجه مشاريع السكن في الفضاء على المدى الطويل هو مشكلة الرتابة، كما حدث مع رواد الفضاء لأداء نفس المهام والنظر إلى نفس البيئة كل يوم، وهو ما يصبح سريعًا يلبس. للتخفيف من حدة هذه المشكلة، يحتوي موطن Lunark على ميزات مثل جهاز محاكاة الطقس ونظام لمحاكاة الساعة البيولوجية الطبيعية للجسم الإيقاعات، التي توفر فترة راحة من البيئات الرمادية الباهتة التي يتم إنشاؤها عادة من قبل أولئك الذين يركزون على هندسة الفضاء التحديات.

ومع ذلك، لا يرى المهندسون المعماريون أن عملهم يتعارض مع الأساليب التقليدية في التعامل مع الموائل الفضائية. قال أرسطوتيلس: "نحن نعمل جنبًا إلى جنب مع المهندسين، فنحن نحب المهندسين". ولكن هناك مزايا للتعامل مع ما كان يعتبر تقليديا مشاكل هندسية من منظور معماري. "ما يفعله المهندسون المعماريون هو أننا نفكر في الإنسان الذي يشغل الفضاء. لذا فهي دائمًا تتمحور حول الإنسان، ودائمًا ما يكون الإنسان في بؤرة التركيز. إن الميزة الإضافية لكوننا مهندسين معماريين في صناعة الفضاء هي أننا نتدرب بطريقة مختلفة، لذلك نتعامل مع المشكلات بطريقة مختلفة.

على سبيل المثال، أشار أرسطو إلى التحديات التي تواجه تصميم موطن للمريخ، كما فعلت SAGA في مشروع سابق. تركز معظم أساليب بناء الموائل على محاولة إعادة خلق ظروف شبيهة بالأرض ويجب أن تحارب البيئة المحلية ظروف مثل الرياح العاتية، والكثير من الغبار، والجو الرقيق، كلها تساهم في توليد الكهرباء الساكنة كهرباء. يعتبر هذا بشكل عام مشكلة يجب حلها، لأنه يمكن أن يسبب قصورًا في المعدات الكهربائية. لكن بالنسبة لأرسطوتيليس كان ذلك بمثابة مصدر قوة، ومن خلال تصميم الألواح الخارجية للمسكن الذي يجمع الكهرباء الساكنة، يمكن استخدامه لتوليد الطاقة.

ليس فقط على قيد الحياة ولكن مزدهرة

قال تشتيريف: “لا نريد فقط أن يعيش الناس في بيئتهم”. "نريدهم أن يزدهروا. في استكشافنا للفضاء في المستقبل، نريد أن يتمتع الناس بأفضل ما لديهم من رفاهية. الأمر لا يتعلق بتحمل الأشياء، بل يتعلق ببذل قصارى جهدنا".

ويعني هذا النهج النظر ليس فقط في تصميم الموطن، بل أيضًا في كيفية تعامل الناس مع تحديات العيش في عزلة. أحد الداعمين النفسيين الموجود بالفعل في صناعة الفضاء هو نظام حزم الرعاية لرواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية (ISS). كما تترك صواريخ إعادة الإمداد التي تحمل المعدات والإمدادات الأساسية مساحة صغيرة جانبًا للطرود الشخصية من الأصدقاء والعائلة، أو للوجبات الخفيفة المطلوبة خصيصًا. أفاد رواد الفضاء في محطة الفضاء الدولية أن هذه الأشياء الصغيرة تقطع شوطا طويلا في الحفاظ على معنوياتهم مرتفعة مرات، لأنها لا تذكرهم بالوطن فحسب، بل توفر لهم أيضًا شيئًا يتطلعون إليه ل.

أحد التحديات التي تواجه إبقاء رواد الفضاء سعداء على القمر هو ببساطة مدى عدم تميزه. لا يوجد طقس، وتدوم أيامها ولياليها 14 يومًا أرضيًا. هناك نقص واضح في التحفيز، مما قد يساهم في الشعور بالملل والإحباط. يعد الحفاظ على إيقاع الساعة البيولوجية لمدة 24 ساعة تقريبًا أمرًا مهمًا للاستقرار النفسي، وبالتالي فإن الموائل ستدعم ذلك من خلال إضاءتها التي ستتوهج بشكل ساطع في الصباح قبل أن تتحول إلى اللون الوردي الدافئ أو البرتقالي عندما يحين وقت ذلك ينام.

جزء آخر من إنشاء سكن للقمر والذي يدعم رفاهية رواد الفضاء هو محاكاة الظروف الجوية للتخفيف من الرتابة. تتم محاكاة الطقس من خلال الإضاءة والأصوات، بدءًا من أقواس قزح الجميلة إلى الأيام العاصفة المظلمة. في حين قد تعتقد أن محاكاة الأيام المشمسة التي لا نهاية لها ستكون مثالية، في الواقع فإن أي نوع من التجارب المتكررة يصبح مملًا بسرعة. ولهذا السبب فإن محاكاة الطقس ستتضمن بعض الأيام الجيدة وبعض الأيام السيئة.

وأوضح أرسطوتيليس: "نحن لا نحتاج إلى التحفيز الإيجابي فحسب، بل نحتاج أيضًا إلى التحفيز السلبي". "نحن بحاجة إلى الاختلاف. نحن بحاجة إلى اليوم البارد لنشعر باليوم الدافئ.

حب العالم الطبيعي

هناك طريقة أخرى لتخفيف الرتابة في الموطن وهي جلب جوانب الطبيعة إلى الداخل. وقال تشتيريف: "من خلال الدراسات النفسية، لدينا ما يسمى بفرضية البيوفيليا". "وهو أن لدينا ميل فطري للتواصل مع الطبيعة."

هناك طريقتان لتحقيق ذلك هما من خلال الحديقة العمودية ونظام الطحالب في الموطن. تسمح الحديقة العمودية للسكان بزراعة كمية صغيرة من طعامهم. لا تعتبر الفواكه والخضروات الطازجة سلعة قيمة في البيئات القاسية فحسب، بل إن عملية زراعتها ورعايتها مفيدة أيضًا. حتى لو كان من الممكن أتمتة العملية بالكامل، هناك قيمة نفسية في السماح للسكان بذلك وكالة الخبرة والملكية عن طريق زراعة طعامهم. وقال تشتيريف مازحا: "الأمر أشبه بامتلاك حيوانك الأليف الصغير".

يتكون نظام الطحالب من أكياس من الطحالب تتدلى من السقف، والتي تحول ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين عن طريق عملية التمثيل الضوئي. ومن الممكن نظريًا استخدامها لتعزيز أو حتى استبدال أنظمة دعم الحياة في الفضاء، كما أن الطحالب ذات قيمة غذائية عالية ويمكن استهلاكها أيضًا. بالنسبة لتجربة العزل القادمة، لن يكون هناك سوى نظام طحالب صغير، لذلك لن يكون بمثابة دعم للحياة، ولكن سيتم استهلاكه يوميًا كمكمل للوجبات.

من المزايا غير المتوقعة للنظام هي الأصوات التي يصدرها. عندما يتم دفع الهواء عبر أكياس الطحالب، فإنه يصدر صوت فقاعات هادئًا مريحًا للغاية ويوفر نوعًا آخر من التحفيز.

وقال أرسطوتيلس: "نأمل أن نرى مستقبلاً حيث يمكن استبدال أجزاء كبيرة من نظام دعم الحياة بنظام الطحالب". "سيكون من الممكن الحصول على جزء كبير من غذائك من الطحالب فقط."

هندسة الفضاء للجميع

وقال أرسطوتيلس: "نحن نعمل من أجل مستقبل لا يقتصر على ذهاب رواد الفضاء إلى الفضاء فحسب، بل أيضًا على المدنيين". ويتطلب ذلك تصميم بيئات ليس فقط لرواد الفضاء المدربين تدريبا عاليا والمختارين بعناية من وكالة ناسا وغيرها من وكالات الفضاء. وعندما يتعلق الأمر بإرسال المدنيين إلى الفضاء، "فنحن بحاجة إلى مراعاة رفاهيتهم".

وخطتهم لفهم تحديات البيئات القاسية هي خطة جذرية: أرسطو وخطته سيقضي المؤسس المشارك كارل يوهان سورنسن ثلاثة أشهر في العيش في موطنه في القطب الشمالي، في شمال الأرض الخضراء. خلال هذا الوقت، سيتم عزلهم فعليًا عن بقية العالم وسيتعين عليهم ذلك يعيشون على ما يمكنهم إحضاره معهم، حيث يوفر الموطن نفسه التحفيز الذهني لهم يحتاج.

وأوضح أرسطوتيلس: "ما نأمله هو أن يمنحنا ذلك فكرة أفضل عن العناصر المعمارية الأكثر تأثيرًا والتي تعتبر مهمة في مهمة فضائية". سواء كان ذلك جانب الطبيعة من العناية بالحديقة، أو إيقاعات الساعة البيولوجية التي يتم تعديلها من خلال نظام الإضاءة، أو التوليد soundscape، يريدون معرفة عناصر التحفيز الحسي الأكثر أهمية، حتى يتمكنوا من معرفة العناصر التي يجب التركيز عليها النامية.

"نأمل أيضًا أن نحصل على فهم بديهي لهذا النوع من الموائل وما تحتاجه. كان هناك مهندسون وعلماء وطيارون مقاتلون في الفضاء، لكن لم يكن هناك أي مهندسين معماريين في الفضاء حتى الآن. ونظراً لخلفيتنا، قد نرى حلولاً مختلفة للمشاكل مقارنة بالأشخاص من المجالات الأخرى.

ويأمل أرسطوتيليس أيضًا أن يعلمه الوقت هو وزملاؤه عناصر التصميم التي يمكن دمجها في العمل هنا على الأرض: "نعتقد أن هناك علاقة بين ما أحتاجه في بيئة شديدة القسوة، وحياتي اليومية هنا أرض. الأشياء التي نتعلمها من هذه المهمة لا يجب أن تكون مخصصة للسفر إلى الفضاء فقط».

حيث المقبل؟

تنهي SAGA مرحلة النموذج الأولي في الوقت الحالي، وتستعد للانتقال إلى مرحلة البناء. الهدف هو البدء في تصنيع الألواح الخاصة بالمسكن خلال الشهر المقبل، والانتهاء من الجوانب النهائية للداخل. ومن ثم سيبدأ التصنيع هذا الصيف، استعدادًا لبدء تجربة العزل في سبتمبر. وفي نهاية المطاف، يأمل الفريق أن يتمكن تصميمهم من الوصول إلى الفضاء: "أملنا على المدى الطويل هو ذلك "في يوم من الأيام، ستهبط نسخة من هذا الموطن، ربما طفرة بعيدة منه، على سطح القمر." قال.

وعلى المدى القريب، يأمل الفريق في جذب اهتمام وكالات الفضاء أو شركات الفضاء الخاصة مثل SpaceX. في الوقت الحالي، تقوم الشركة بجمع أموالها الخاصة باستخدام كيك ستارتر لتمويل النموذج الأولي للموئل والتجربة، ويظل تركيز معظم صناعة الفضاء على القضايا الهندسية مثل تحسين الصواريخ. ولكن مع قضاء البشر وقتًا أطول في الفضاء، فمن المرجح أن يزداد التركيز على السكن.

وقال تشتيريف: "في هذا العقد، ومع عمليات الإطلاق الجديدة التي سيتم إطلاقها، سنبدأ في رؤية المزيد من التركيز على السكن، سواء كان ذلك للقمر أو المريخ أو حتى المدار الأرضي المنخفض". "أعتقد أن موضوع السكن سوف يحظى بشعبية متزايدة، وستكون SAGA في مكان جيد لذلك."