Testiranje prototipa luninega habitata na Arktiki

Čez nekaj mesecev bo par danskih arhitektov odpotoval na Arktiko in se za tri mesece zaprl v 600-kubični izolacijski blok (približno velikost garaže za dva avtomobila).

Zakaj? Verjeli ali ne, tega ne počnejo, da bi ubežali koronavirusu. To delajo za znanost. Moža osebno preizkušata svojo zasnovo novega habitata za uporabo na Luni, da bi ugotovila, če lahko preživijo v izolaciji, podobno kot bi astronavti doživeli na dolgoročni luni misije.

Digital Trends se je pogovarjal z enim od dvojice, Sebastianom Aristotelisom, izvršnim direktorjem SAGA Space Architects, skupaj z vesoljskim psihologom Konstantinom Chterevom, govoriti o njihovem konceptu za prihodnost bivanja v vesolju in o tem, kako lahko premišljena arhitektura pomaga ljudem, da uspevajo v ekstremnih okoljih.

Kaj ponuja arhitektura v prostoru?

The Lunark habitat

zloži na približno 100 kubičnih čevljev in se razširi z uporabo sistema zapletenih gub, ki temeljijo na japonskem origamiju. Habitat, ki ga napajajo sončni kolektorji, lahko prenese nizke temperature Arktike in ker je natisnjen 3D, je mogoče vse dele, ki jih je treba zamenjati, preprosto znova natisniti.

Toda prava inovacija habitata je način, kako je zasnovan tako, da ustreza psihološkim potrebam njegovih prebivalcev. Velik izziv za dolgoročne projekte bivanja v vesolju je problem monotonije, kot jo imajo astronavti opravljati iste naloge in vsak dan gledati isto okolje, kar hitro postane nošenje. Da bi to ublažili, ima habitat Lunark funkcije, kot sta vremenski simulator in sistem za posnemanje naravnega cirkadiana telesa. ritmi, ki zagotavljajo oddih od sivih, dolgočasnih okolij, ki jih običajno ustvarijo tisti, ki se osredotočajo na vesoljsko inženirstvo izzivi.

Vendar pa arhitekti svojega dela ne vidijo kot nasprotje tradicionalnim pristopom k vesoljskim habitatom. "Delamo v povezavi z inženirji, imamo radi inženirje," je dejal Aristotelis. Toda pristop k temu, kar je tradicionalno veljalo za inženirske probleme, ima prednosti z vidika arhitekture. »Arhitekti razmišljamo o človeku, ki zaseda prostor. Tako je vedno osredotočen na človeka in vedno je človek v središču. Prednost tega, da smo arhitekti v vesoljski industriji, je, da smo usposobljeni na drugačen način, zato se problemov lotevamo na drugačen način.«

Kot primer je Aristotelis navedel izzive oblikovanja habitata za Mars, kot je to storila SAGA v prejšnjem projektu. Večina pristopov k gradnji habitatov se osredotoča na poskus poustvarjanja razmer, podobnih Zemlji, in se morajo boriti proti lokalnim pogoji, kot so močni vetrovi, veliko prahu in redka atmosfera, kar vse prispeva k ustvarjanju statične elektrike elektrika. To na splošno velja za težavo, ki jo je treba rešiti, saj lahko povzroči kratke stike v električni opremi. Toda za Aristotelisa je bilo to sredstvo in z oblikovanjem zunanjih plošč za habitat, ki je zbiral statično elektriko, bi ga lahko uporabili za ustvarjanje energije.

Ne le preživeti, ampak uspevati

Ne želimo le, da ljudje preživijo v svojem okolju,« je dejal Chterev. »Želimo, da uspevajo. Pri našem prihodnjem raziskovanju vesolja želimo ljudem kar najboljše počutje. Ne gre za prenašanje stvari, temveč za to, da naredimo najboljše, kar lahko."

Ta pristop pomeni premislek ne le o zasnovi habitata, ampak tudi o tem, kako se bodo ljudje spopadli z izzivi življenja v izolaciji. En psihološki spodbujevalec, ki že obstaja v vesoljski industriji, je sistem paketov oskrbe za astronavte na Mednarodni vesoljski postaji (ISS). Rakete za oskrbo z opremo in osnovnimi zalogami puščajo tudi malo prostora za osebne pakete prijateljev in družine ali za posebej zahtevane prigrizke. Astronavti ISS poročajo, da te majhne poslastice zelo pomagajo ohranjati njihovo razpoloženje v težkih časih, saj jih ne le spominjajo na dom, ampak jim nudijo tudi nekaj, česar se veselijo do.

Eden od izzivov za ohranjanje sreče astronavtov na Luni je preprosto to, kako brezpredmetna je. Vremena ni, njegovi dnevi in ​​noči pa trajajo po 14 zemeljskih dni. Obstaja izrazito pomanjkanje stimulacije, kar lahko prispeva k občutkom dolgočasnosti in frustracije. Vzdrževanje približno 24-urnega cirkadianega ritma je pomembno za psihološko stabilnost, zato bo habitat to podpiral s svojo osvetlitvijo, ki bo zjutraj močno svetila, preden bo zatemnila v toplo rožnato ali oranžno, ko bo čas za spati.

Drugi del ustvarjanja bivališča za luno, ki podpira dobro počutje astronavtov, je simulacija vremenskih razmer za lajšanje monotonije. Vreme je simulirano z osvetlitvijo in zvoki, ki se razlikujejo od čudovitih mavric do temnih, nevihtnih dni. Čeprav mislite, da bi bila simulacija neskončnih sončnih dni idealna, v resnici vsakršna ponavljajoča se izkušnja hitro postane dolgočasna. Zato bo simulirano vreme vključevalo nekaj dobrih in nekaj slabih dni.

"Ne potrebujemo samo pozitivne stimulacije, potrebujemo tudi negativno stimulacijo," je pojasnil Aristotelis. »Potrebujemo variacijo. Potrebujemo hladen dan, da začutimo topel dan.”

Ljubezen do naravnega sveta

Drug način za razbremenitev monotonije v habitatu je, da vanj vnesete vidike narave. "S psihološkimi študijami imamo nekaj, kar se imenuje hipoteza biofilije, " je dejal Chterev. "Kar je, da imamo prirojeno težnjo po povezovanju z naravo."

Dva načina, kako se bo to zgodilo, sta skozi vertikalni vrt habitata in sistem alg. Vertikalni vrt omogoča prebivalcem, da pridelajo majhno količino lastne hrane. Ne samo, da sta sveže sadje in zelenjava dragocena dobrina v ekstremnih okoljih, ampak je tudi proces gojenja in skrbi zanju nagrajujoč. Tudi če je proces mogoče popolnoma avtomatizirati, obstaja psihološka vrednost v tem, da pustimo prebivalcem izkušnje agencija in lastništvo s pridelavo lastne hrane. "To je kot imeti svojega malega ljubljenčka," se je pošalil Chterev.

Sistem alg je sestavljen iz vrečk z algami, ki visijo s stropa in ki s fotosintezo pretvarjajo ogljikov dioksid v kisik. Teoretično bi jo lahko uporabili za krepitev ali celo zamenjavo sistemov za vzdrževanje življenja v vesolju, alge pa so zelo hranljive in jih je mogoče tudi zaužiti. Za prihajajoči poskus izolacije bo na voljo samo majhen sistem alg, tako da ne bo služil kot podpora življenju, ampak se bo dnevno užival kot dodatek k obrokom.

Nepričakovana prednost sistema so zvoki, ki jih oddaja. Ko zrak potiska skozi vrečke z algami, oddaja tiho brbotanje, ki je zelo sproščujoče in zagotavlja drugo vrsto stimulacije.

"Upamo, da bomo videli prihodnost, v kateri bi lahko velike dele sistema za vzdrževanje življenja zamenjali za sistem alg," je dejal Aristotelis. "Velik del svoje prehrane bi bilo mogoče dobiti samo iz alg."

Vesoljska arhitektura za vsakogar

"Delamo v smeri prihodnosti, v kateri v vesolje ne bodo šli le astronavti, ampak tudi civilisti," je dejal Aristotelis. To zahteva oblikovanje okolja ne samo za visoko usposobljene, skrbno izbrane astronavte Nase in drugih vesoljskih agencij. Ko gre za pošiljanje civilistov v vesolje, "moramo upoštevati njihovo dobro počutje."

In njihov načrt za razumevanje izzivov ekstremnih okolij je radikalen: Aristotel in njegovi soustanovitelj Karl-Johan Sørensen bo tri mesece živel v habitatu na Arktiki, v severnem Grenlandija. V tem času bodo dejansko odrezani od preostalega sveta in morali bodo preživijo s tem, kar lahko prinesejo s seboj, pri čemer jim habitat sam zagotavlja mentalno stimulacijo potreba.

"Upamo, da nam bo dalo boljšo predstavo o tem, kateri so najvplivnejši arhitekturni elementi, ki so pomembni pri vesoljski misiji," je pojasnil Aristotelis. Ne glede na to, ali gre za vidik narave od skrbi za vrt, cirkadiane ritme, ki jih modulira sistem osvetlitve, ali generativno zvočne krajine, želijo vedeti, kateri elementi senzorne stimulacije so najpomembnejši, da lahko vedo, na katere elemente se osredotočiti razvoju.

»Upamo tudi, da bomo dobili intuitivno razumevanje te vrste habitata in tega, kar potrebujete. V vesolju so bili inženirji, znanstveniki in lovski piloti, vendar v vesolju še ni bilo nobenega arhitekta. Glede na naše ozadje bi morda videli drugačne rešitve težav kot ljudje z drugih področij.«

Aristotelis tudi upa, da bo čas njega in njegove kolege naučil oblikovalskih elementov, ki jih je mogoče vključiti v delo tukaj na Zemlji: »Mislimo, da obstaja povezava med tem, kar potrebujem v zelo ekstremnem okolju, in mojim vsakdanjim življenjem tukaj Zemlja. Stvari, ki se jih naučimo na tej misiji, niso nujno samo za vesoljska potovanja.«

Kam naprej?

SAGA trenutno končuje svojo prototipno fazo in se pripravlja na začetek gradnje. Cilj je, da bi v naslednjem mesecu začeli izdelovati plošče za habitat in dokončali še zadnje elemente notranjosti. Nato se bo izdelava začela to poletje, pripravljena za izolacijski poskus, ki se bo začel septembra. In sčasoma ekipa upa, da bo njihov dizajn uspel priti v vesolje: »Naše dolgoročno upanje je, da Nekega dne bo različica tega habitata, morda njegova oddaljena mutacija, pristala na Luni,« je Aristotel rekel.

V bližnji prihodnosti ekipa upa, da bo pritegnila zanimanje vesoljskih agencij ali zasebnih vesoljskih podjetij, kot je SpaceX. Podjetje za zdaj zbira lasten denar z uporabo Kickstarter za financiranje prototipa habitata in eksperimenta, večina vesoljske industrije pa ostaja osredotočena na inženirska vprašanja, kot je izboljšanje raket. Toda ko ljudje preživijo več časa v vesolju, se bo verjetno povečala osredotočenost na bivanje.

"V tem desetletju se bomo z novimi izstrelitvami, ki prihajajo, začeli bolj osredotočati na bivanje, ne glede na to, ali gre za luno ali Mars ali celo nizkozemeljsko orbito," je dejal Chterev. "Mislim, da bo tema bivanja vedno bolj priljubljena in SAGA bo na dobrem mestu za to."