Tester en prototype månehabitat i Arktis

Om noen måneder skal et par danske arkitekter reise til Arktis og låse seg inn i en 600 kubikkfots isolasjonspute (omtrent på størrelse med en garasje med to biler) i tre måneder.

Hvorfor? Tro det eller ei, de gjør ikke dette for å unnslippe koronaviruset. De gjør det for vitenskapen. De to mennene tester personlig ut deres design av et nytt habitat for bruk på månen, for å se om de kan overleve isolert på samme måte som astronauter ville oppleve på langvarig måne oppdrag.

Digital Trends snakket med en av paret, Sebastian Aristotelis, administrerende direktør i SAGA Space Architects, sammen med rompsykolog Konstantin Chterev, å snakke om konseptet deres for fremtiden for rombeboelse og hvordan gjennomtenkt arkitektur kan hjelpe folk til å trives i ekstreme miljøer.

Hva har arkitektur å tilby i rommet?

De Månehabitat bretter seg ned til omtrent 100 kubikkfot, og utvider seg ved hjelp av et system med intrikate folder som er basert på japansk origami. Drevet av solcellepaneler kan habitatet tåle kuldetemperaturene i Arktis, og fordi det er 3D-printet, kan alle deler som må byttes enkelt skrives ut på nytt.

Men den virkelige nyvinningen av habitatet er måten det er designet for å imøtekomme de psykologiske behovene til innbyggerne. En stor utfordring for langsiktige rombebyggelsesprosjekter er problemet med monotoni, slik astronauter har å utføre de samme oppgavene og se på det samme miljøet hver eneste dag, noe som fort blir iført. For å lindre dette har Lunark-habitatet funksjoner som en værsimulator og et system for å gjenskape kroppens naturlige døgnrytme rytmer, som gir et pusterom fra de grå, triste miljøene som vanligvis skapes av de som er fokusert på romteknikk utfordringer.

Arkitektene ser imidlertid ikke arbeidet deres som i motsetning til tradisjonelle tilnærminger til romhabitater. "Vi jobber sammen med ingeniører, vi elsker ingeniører," sa Aristotelis. Men det er fordeler med å nærme seg det som tradisjonelt har vært ansett som ingeniørproblemer fra et arkitekturperspektiv. "Det arkitekter gjør er at vi tenker på mennesket som okkuperer plassen. Så det er alltid menneskesentrisk, og det er alltid mennesket i fokus. Bonusen med å være arkitekt i romindustrien er at vi er utdannet på en annen måte, så vi takler problemer på en annen måte.»

Som et eksempel nevnte Aristotelis utfordringene med å designe et habitat for Mars, slik SAGA gjorde i et tidligere prosjekt. De fleste tilnærminger til å bygge habitater fokuserer på å prøve å gjenskape jordlignende forhold og må kjempe mot lokale forhold som sterk vind, mye støv og en tynn atmosfære, som alle bidrar til generering av statisk elektrisitet elektrisitet. Dette har generelt vært ansett som et problem som må løses, da det kan forårsake kortslutninger i elektrisk utstyr. Men for Aristotelis var det en ressurs, og ved å designe utvendige paneler for habitatet som samlet den statiske elektrisiteten, kunne det brukes til å generere strøm.

Ikke bare overleve, men trives

Vi vil ikke bare at folk skal overleve i miljøet sitt, sa Chterev. «Vi vil at de skal trives. I vår fremtidige romutforskning ønsker vi at folk skal ha det beste av deres velvære. Det handler ikke om å tåle ting, det handler om å gjøre så godt vi kan."

Denne tilnærmingen innebærer å vurdere ikke bare utformingen av habitatet, men også hvordan folk vil takle utfordringene ved å leve isolert. En psykologisk booster som allerede eksisterer i romindustrien er systemet med omsorgspakker for astronauter ombord på den internasjonale romstasjonen (ISS). Forsyner raketter med utstyr og essensielle forsyninger etterlater også litt plass til personlige pakker fra venner og familie, eller for spesielt etterspurte snacks. ISS-astronautene rapporterer at disse små godbitene langt på vei holder motet oppe i tøft ganger, fordi de ikke bare minner dem om hjemmet, men også gir dem noe å se frem til til.

En av utfordringene for å holde astronauter glade på månen er ganske enkelt hvor funksjonsløs den er. Det er ikke noe vær, og dagene og nettene varer 14 jorddager hver. Det er en tydelig mangel på stimulering, noe som kan bidra til en følelse av kjedelighet og frustrasjon. Å opprettholde en cirka 24-timers døgnrytme er viktig for psykologisk stabilitet, så habitatet vil støtte dette gjennom belysningen som vil lyse sterkt om morgenen før den dimmes til en varm rosa eller oransje når det er på tide å sove.

En annen del av å bygge bolig for månen som støtter astronautenes velvære, er å simulere værforhold for å lindre monotonien. Været simuleres gjennom lys og lyder, som varierer fra vakre regnbuer til mørke, stormfulle dager. Selv om du kanskje tror at en simulering av endeløse solskinnsdager ville være ideelt, blir faktisk enhver form for repeterende opplevelse kjedelig raskt. Det er derfor det simulerte været vil inkludere noen gode dager og noen dårlige.

"Vi trenger ikke bare positiv stimulering, vi trenger også negativ stimulering," forklarte Aristotelis. – Vi trenger variasjonen. Vi trenger den kalde dagen for å føle den varme dagen.»

Kjærlighet til den naturlige verden

En annen måte å lindre monotoni i habitatet er ved å bringe aspekter av naturen inn. "Gjennom psykologiske studier har vi noe som kalles biofilihypotesen," sa Chterev. "Det er at vi har en medfødt tendens til å koble oss til naturen."

To måter dette vil skje på er gjennom habitatets vertikale hage og algesystem. Den vertikale hagen lar innbyggerne dyrke en liten mengde av sin egen mat. Ikke bare er frisk frukt og grønnsaker en verdifull vare i ekstreme miljøer, men prosessen med å dyrke og pleie dem er også givende. Selv om prosessen kan fullautomatiseres, er det psykologisk verdi i å la innbyggerne opplevelsesbyrå og eierskap ved å dyrke sin egen mat. "Det er som å ha ditt eget lille kjæledyr," spøkte Chterev.

Algesystemet består av poser med alger som henger i taket, som omdanner karbondioksid til oksygen via fotosyntese. Den kan teoretisk brukes til å styrke eller til og med erstatte livsstøttesystemer i verdensrommet, og algene er svært næringsrike og kan også konsumeres. For det kommende isolasjonseksperimentet vil det bare være et lite algesystem, så det vil ikke fungere som livsstøtte, men det vil bli konsumert daglig som et supplement til måltider.

En uventet fordel med systemet er lydene det lager. Når luft presses gjennom algeposene, lager den en stille boblende lyd som er svært avslappende og gir en annen form for stimulering.

"Vi håper å se en fremtid der store deler av livsstøttesystemet kan byttes ut med et algesystem," sa Aristotelis. "Det ville være mulig å få en stor del av ernæringen fra bare alger."

Romarkitektur for alle

"Vi jobber mot en fremtid der det ikke bare er astronauter som skal til verdensrommet, men også sivile," sa Aristotelis. Det krever utforming av miljøer ikke bare for høyt trente, nøye utvalgte astronauter fra NASA og andre romfartsorganisasjoner. Når det gjelder å sende sivile ut i verdensrommet, "må vi gjøre rede for deres velvære."

Og planen deres for å forstå utfordringene i ekstreme miljøer er radikal: Aristotelis og hans medgründer Karl-Johan Sørensen skal tilbringe tre måneder i habitatet i Arktis, i Northern Grønland. I løpet av denne tiden vil de være effektivt avskåret fra resten av verden, og de må overleve på det de kan ta med seg, med selve habitatet som gir den mentale stimuleringen de trenge.

"Det vi håper er at det vil gi oss en bedre ide om hva som er de mest innflytelsesrike arkitektoniske elementene som er viktige på et romoppdrag," forklarte Aristotelis. Enten det er aspektet av naturen fra stell til hagen, døgnrytmene som moduleres gjennom lyssystemet, eller det generative lydbilde, vil de vite hvilke elementer av sensorisk stimulering som er de viktigste, slik at de kan vite hvilke elementer de skal fokusere på utvikle seg.

«Vi håper også å få en intuitiv forståelse av denne typen habitat og hva du trenger. Det har vært ingeniører og forskere og jagerpiloter i verdensrommet, men det har ikke vært noen arkitekter i verdensrommet ennå. Gitt vår bakgrunn, kan vi se andre løsninger på problemer enn folk fra andre felt."

Aristotelis håper også at tiden vil lære ham og kollegene om designelementer som kan inkorporeres i arbeidet her på jorden: «Vi tror det er en sammenheng mellom det jeg trenger i et veldig ekstremt miljø, og hverdagen min her på Jord. Tingene vi lærer fra dette oppdraget trenger ikke bare være for romfart.»

Hvor neste gang?

SAGA er i ferd med å fullføre sin prototypefase for øyeblikket, og klar til å gå inn i konstruksjonen. Målet er å begynne å produsere paneler for habitatet i løpet av neste måned, og å fullføre de siste aspektene av interiøret. Så starter fabrikasjonen i sommer, klar til at isolasjonseksperimentet starter i september. Og til slutt håper teamet at designet deres kan komme ut i verdensrommet: «Vårt langsiktige håp er at en dag vil en versjon av dette habitatet, kanskje en fjern mutasjon av det, lande på månen," Aristotelis sa.

På mer umiddelbar sikt håper teamet å tiltrekke seg interesse fra romfartsbyråer eller private romselskaper som SpaceX. Foreløpig samler firmaet inn sine egne penger ved å bruke Kickstarter for å finansiere habitatprototypen og eksperimentet, og fokuset til det meste av romfartsindustrien er fortsatt på tekniske spørsmål som å forbedre raketter. Men etter hvert som mennesker tilbringer mer tid i verdensrommet, vil fokuset på beboelse sannsynligvis øke.

"Dette tiåret, med de nye lanseringene som kommer ut, kommer vi til å begynne å se mer fokus på beboelse, enten det er for månen eller Mars eller til og med lav bane rundt jorden," sa Chterev. "Jeg tror temaet beboelse vil bli mer og mer populært, og SAGA vil være et godt sted for det."