Тестване на прототип на лунно местообитание в Арктика

След няколко месеца двама датски архитекти ще пътуват до Арктика и ще се затворят в изолираща капсула от 600 кубични фута (приблизително с размерите на гараж за две коли) за три месеца.

Защо? Вярвате или не, те не правят това, за да избягат от коронавируса. Те го правят за наука. Двамата мъже лично тестват своя дизайн на ново местообитание за използване на Луната, за да видят дали те могат да оцелеят в изолация, подобно на това, което астронавтите биха изпитали на дългосрочна лунна мисии.

Digital Trends разговаря с един от двамата, Себастиан Аристотелис, главен изпълнителен директор на SAGA Space Architects, заедно с космическия психолог Константин Чтерев, да говорят за тяхната концепция за бъдещето на космическото обитаване и как обмислената архитектура може да помогне на хората да процъфтяват в екстремни условия среди.

Какво може да предложи архитектурата в космоса?

The Местообитание Лунарк сгъва се до около 100 кубически фута и се разширява с помощта на система от сложни гънки, които са базирани на японско оригами. Захранван от слънчеви панели, хабитатът може да издържи на ниските температури на Арктика и тъй като е 3D отпечатан, всички части, които трябва да бъдат сменени, могат лесно да бъдат отпечатани отново.

Но истинската иновация на местообитанието е начинът, по който е проектирано да посреща психологическите нужди на своите обитатели. Голямо предизвикателство за дългосрочните проекти за космическо обитаване е проблемът с монотонността, какъвто имат астронавтите да изпълнява едни и същи задачи и да гледа една и съща среда всеки ден, което бързо става носене. За да облекчи това, хабитатът на Лунарк има функции като симулатор на времето и система за възпроизвеждане на естествения циркаден ден на тялото ритми, които осигуряват почивка от сивите, мрачни среди, които обикновено се създават от онези, които се фокусират върху космическото инженерство предизвикателства.

Архитектите обаче не виждат работата си като противопоставяне на традиционните подходи към космическите местообитания. „Ние работим заедно с инженери, обичаме инженерите“, каза Аристотелис. Но има предимства да се подходи към това, което традиционно се счита за инженерни проблеми от гледна точка на архитектурата. „Това, което правят архитектите, е да мислим за човека, който заема пространството. Така че винаги е фокусиран върху човека и винаги е човекът на фокус. Бонусът да бъдеш архитект в космическата индустрия е, че сме обучени по различен начин, така че се справяме с проблемите по различен начин.“

Като пример Аристотелис цитира предизвикателствата при проектирането на местообитание за Марс, както SAGA направи в предишен проект. Повечето подходи за изграждане на местообитания се фокусират върху опитите за пресъздаване на земните условия и трябва да се борят срещу местните условия като силен вятър, много прах и тънка атмосфера, всички от които допринасят за генерирането на статично електричество електричество. Това обикновено се счита за проблем, който трябва да бъде разрешен, тъй като може да причини късо съединение в електрическото оборудване. Но за Аристотел това беше предимство и чрез проектиране на външни панели за местообитанието, което събираше статичното електричество, можеше да се използва за генериране на енергия.

Не просто оцеляване, но и процъфтяване

Ние не просто искаме хората да оцелеят в своята среда“, каза Чтерев. „Искаме те да процъфтяват. В нашето бъдещо изследване на космоса ние искаме хората да се чувстват по най-добрия начин. Не става въпрос да търпим нещата, а да правим най-доброто, което можем.

Този подход означава да се обмисли не само дизайнът на местообитанието, но и как хората ще се справят с предизвикателствата на живота в изолация. Един психологически стимул, който вече съществува в космическата индустрия, е системата от пакети за грижа за астронавтите на борда на Международната космическа станция (МКС). Ракетите за снабдяване, носещи оборудване и основни консумативи, също оставят малко място настрана за лични пакети от приятели и семейство или за специално заявени закуски. Астронавтите на МКС съобщават, че тези малки лакомства допринасят много за поддържането на настроението им в тежки условия пъти, защото те не само им напомнят за дома, но и им осигуряват нещо, което да очакват с нетърпение да се.

Едно от предизвикателствата за поддържане на астронавтите щастливи на Луната е просто колко безхарактерна е тя. Няма време, а дните и нощите му продължават по 14 земни дни. Има ясна липса на стимулация, което може да допринесе за чувство на отегчение и разочарование. Поддържането на приблизително 24-часов циркаден ритъм е важно за психологическата стабилност, така че местообитанието ще поддържа това чрез своето осветление, което ще свети ярко сутрин, преди да потъмнее до топло розово или оранжево, когато дойде време за сън.

Друга част от създаването на жилище на Луната, която поддържа благосъстоянието на астронавтите, е симулирането на метеорологичните условия, за да се облекчи монотонността. Времето се симулира чрез осветление и звуци, вариращи от красиви дъги до тъмни, бурни дни. Въпреки че може би си мислите, че симулация на безкрайни слънчеви дни би била идеална, всъщност всеки вид повтарящо се изживяване бързо става скучно. Ето защо симулираното време ще включва някои добри дни и някои лоши.

„Не се нуждаем само от положителна стимулация, имаме нужда и от отрицателна стимулация“, обясни Аристотелис. „Имаме нужда от вариация. Имаме нужда от студения ден, за да усетим топлия ден.”

Любов към естествения свят

Друг начин за облекчаване на монотонността в местообитанието е чрез внасяне на аспекти на природата вътре. „Чрез психологически изследвания имаме нещо, наречено хипотеза за биофилия“, каза Чтерев. „Което е, че имаме вродена склонност да се свързваме с природата.“

Два начина това да се случи са чрез вертикалната градина на местообитанието и системата от водорасли. Вертикалната градина позволява на жителите да отглеждат малко количество собствена храна. Не само пресните плодове и зеленчуци са ценна стока в екстремни среди, но процесът на отглеждане и грижа за тях също е възнаграждаващ. Дори ако процесът може да бъде напълно автоматизиран, има психологическа стойност в това да позволите на обитателите опит агенция и собственост като отглеждат собствена храна. „Все едно да имаш собствен малък домашен любимец“, пошегува се Чтерев.

Системата от водорасли се състои от торби с водорасли, висящи от тавана, които превръщат въглеродния диоксид в кислород чрез фотосинтеза. Теоретично може да се използва за укрепване или дори замяна на животоподдържащи системи в космоса, а водораслите са много питателни и могат да се консумират. За предстоящия изолационен експеримент ще има само малка система от водорасли, така че няма да действа като поддържащ живот, но ще се консумира ежедневно като добавка към храната.

Неочаквано предимство на системата са звуците, които издава. Докато въздухът преминава през торбичките с водорасли, той издава тих бълбукащ звук, който е силно релаксиращ и осигурява друг вид стимулация.

„Надяваме се да видим бъдеще, в което големи части от животоподдържащата система могат да бъдат заменени със система от водорасли“, каза Аристотелис. „Би било възможно да получите голяма част от храната си само от водорасли.“

Космическа архитектура за всеки

„Ние работим за бъдеще, в което не само астронавти отиват в космоса, но и цивилни“, каза Аристотелис. Това изисква проектиране на среда не само за добре обучени, внимателно подбрани астронавти на НАСА и други космически агенции. Когато става въпрос за изпращане на цивилни в космоса, „трябва да отчетем тяхното благополучие“.

И техният план за разбиране на предизвикателствата на екстремните среди е радикален: Аристотелис и неговите съоснователят Карл-Йохан Сьоренсен ще прекара три месеца в местообитанието в Арктика, в Северна Гренландия. През това време те ще бъдат ефективно откъснати от останалия свят и ще трябва да го направят оцеляват с това, което могат да донесат със себе си, като самото местообитание осигурява умствената им стимулация трябва.

„Това, което се надяваме е, че ще ни даде по-добра представа за това кои са най-влиятелните архитектурни елементи, които са важни за една космическа мисия“, обясни Аристотелис. Независимо дали става въпрос за аспекта на природата от грижата за градината, циркадните ритми, модулирани чрез системата за осветление, или генеративния звуков пейзаж, те искат да знаят кои елементи на сензорната стимулация са най-важни, за да могат да знаят върху кои елементи да се съсредоточат развиващи се.

„Също така се надяваме да получим интуитивно разбиране за този тип местообитание и от какво се нуждаете. Имало е инженери, учени и пилоти на изтребители в космоса, но все още не е имало архитекти в космоса. Като се има предвид нашия опит, ние може да видим различни решения на проблемите, отколкото хората от други области.

Аристотелис също се надява, че времето ще научи него и колегите му на дизайнерски елементи, които могат да бъдат включени в работата тук на Земята: „Смятаме, че има връзка между това, от което се нуждая в много екстремна среда, и ежедневието ми тук Земята. Нещата, които научаваме от тази мисия, не трябва да са само за пътуване в космоса.

Накъде следва?

В момента SAGA завършва своята прототипна фаза и се подготвя да започне строителството. Целта е в рамките на следващия месец да започнем да произвеждаме панели за хабитата и да завършим финалните аспекти на интериора. След това производството ще започне това лято, готово за изолационния експеримент, който ще започне през септември. И в крайна сметка екипът се надява, че техният дизайн може да стигне до космоса: „Нашата дългосрочна надежда е, че един ден версия на това местообитание, може би негова далечна мутация, ще кацне на Луната,” Аристотелис казах.

В по-непосредствен план екипът се надява да привлече интерес от космически агенции или частни космически компании като SpaceX. Засега фирмата набира собствени пари, използвайки Kickstarter за финансиране на прототипа на местообитанието и експеримента, а фокусът на по-голямата част от космическата индустрия остава върху инженерни въпроси като подобряване на ракетите. Но тъй като хората прекарват повече време в космоса, фокусът върху обитаването вероятно ще се увеличи.

„Това десетилетие, с новите изстрелвания, които излизат, ще започнем да виждаме по-голям фокус върху обитаването, независимо дали става дума за Луната или Марс или дори за ниска околоземна орбита“, каза Чтерев. „Мисля, че темата за обитаването ще става все по-популярна и SAGA ще бъде на добро място за това.“