Testar en prototyp av månhabitat i Arktis

Om några månader kommer ett par danska arkitekter att resa till Arktis och låsa in sig i en 600 kubikfots isoleringskapsel (ungefär storleken på ett tvåbilsgarage) i tre månader.

Varför? Tro det eller ej, de gör inte detta för att undkomma coronaviruset. De gör det för vetenskapen. De två männen testar personligen sin design av en ny livsmiljö för användning på månen, för att se om de kan överleva isolerade på samma sätt som astronauter skulle uppleva på långtidsmånen uppdrag.

Digital Trends pratade med en av paret, Sebastian Aristotelis, VD för SAGA Space Architects, tillsammans med rymdpsykologen Konstantin Chterev, att prata om deras koncept för framtiden för rymdboende och hur genomtänkt arkitektur kan hjälpa människor att trivas i extrem miljöer.

Vad har arkitektur att erbjuda i rymden?

De Månens livsmiljö viks ner till cirka 100 kubikfot och expanderar med hjälp av ett system av invecklade veck som är baserade på japansk origami. Drivs av solpaneler, kan livsmiljön motstå de frysta temperaturerna i Arktis och eftersom den är 3D-utskriven kan alla delar som behöver bytas ut enkelt skrivas ut igen.

Men den verkliga innovationen i livsmiljön är hur den är utformad för att tillgodose invånarnas psykologiska behov. En stor utmaning för långsiktiga projekt för rymdboende är problemet med monotoni, som astronauter har att utföra samma uppgifter och titta på samma miljö varje dag, vilket snabbt blir bär. För att lindra detta har Lunark-habitatet funktioner som en vädersimulator och ett system för att replikera kroppens naturliga dygn. rytmer, som ger ett andrum från de grå, trista miljöer som vanligtvis skapas av dem som fokuserar på rymdteknik utmaningar.

Arkitekterna ser dock inte att deras arbete står i opposition till traditionella synsätt på rymdmiljöer. "Vi arbetar tillsammans med ingenjörer, vi älskar ingenjörer," sa Aristotelis. Men det finns fördelar med att närma sig vad som traditionellt har ansetts vara ingenjörsproblem ur ett arkitekturperspektiv. "Vad arkitekter gör är att vi tänker på människan som upptar utrymmet. Så det är alltid människocentrerat, och det är alltid människan i fokus. Bonusen med att vara arkitekt inom rymdbranschen är att vi är utbildade på ett annat sätt, så vi tacklar problem på ett annat sätt.”

Som ett exempel nämnde Aristotelis utmaningarna med att designa en livsmiljö för Mars, som SAGA gjorde i ett tidigare projekt. De flesta tillvägagångssätt för att bygga livsmiljöer fokuserar på att försöka återskapa jordliknande förhållanden och måste kämpa mot lokala förhållanden som kraftiga vindar, mycket damm och en tunn atmosfär, som alla bidrar till att generera statisk elektricitet elektricitet. Detta har generellt sett ansetts vara ett problem som måste lösas, eftersom det kan orsaka kortslutningar i elektrisk utrustning. Men för Aristotelis var det en tillgång, och genom att designa yttre paneler för livsmiljön som samlade den statiska elektriciteten, kunde den användas för att generera kraft.

Inte bara överleva utan frodas

Vi vill inte bara att människor ska överleva i sin miljö, säger Chterev. – Vi vill att de ska trivas. I vår framtida rymdutforskning vill vi att människor ska ha det bästa av sitt välbefinnande. Det handlar inte om att stå ut med saker, det handlar om att göra så gott vi kan."

Detta tillvägagångssätt innebär att man inte bara överväger utformningen av livsmiljön, utan också hur människor kommer att hantera utmaningarna med att leva isolerat. En psykologisk booster som redan finns inom rymdindustrin är systemet med vårdpaket för astronauter ombord på den internationella rymdstationen (ISS). Återförsörj raketer med utrustning och nödvändiga förnödenheter lämnar också lite utrymme åt sidan för personliga paket från vänner och familj, eller för speciellt efterfrågade snacks. ISS-astronauterna rapporterar att dessa små godingar gör en lång väg för att hålla humöret uppe. gånger, eftersom de inte bara påminner dem om hemmet, utan också ger dem något att se fram emot till.

En av utmaningarna för att hålla astronauterna glada på månen är helt enkelt hur funktionslös den är. Det finns inget väder, och dess dagar och nätter varar 14 jorddagar vardera. Det finns en tydlig brist på stimulering, vilket kan bidra till känslor av trötthet och frustration. Att upprätthålla en cirka 24-timmars dygnsrytm är viktigt för psykologisk stabilitet, så livsmiljön kommer att stödja detta genom sin belysning som kommer att lysa starkt på morgonen innan den dämpas till en varm rosa eller orange när det är dags att sova.

En annan del av att skapa bostäder för månen som stöder astronauternas välbefinnande är att simulera väderförhållanden för att lindra monotonin. Vädret simuleras genom ljus och ljud, allt från vackra regnbågar till mörka, stormiga dagar. Även om du kanske tror att en simulering av oändliga soliga dagar skulle vara idealisk, blir faktiskt alla typer av repetitiva upplevelser tråkiga snabbt. Det är därför det simulerade vädret kommer att innehålla några bra dagar och några dåliga.

"Vi behöver inte bara positiv stimulering, vi behöver också negativ stimulering," förklarade Aristotelis. "Vi behöver variationen. Vi behöver den kalla dagen för att känna den varma dagen.”

Kärlek till den naturliga världen

Ett annat sätt att lindra monotoni i livsmiljön är att föra in aspekter av naturen. "Genom psykologiska studier har vi något som kallas biofilihypotesen," sa Chterev. "Vilket är att vi har en medfödd tendens att ansluta till naturen."

Två sätt detta kommer att hända är genom livsmiljöns vertikala trädgård och algsystem. Den vertikala trädgården låter invånarna odla en liten mängd av sin egen mat. Inte bara är färsk frukt och grönsaker en värdefull vara i extrema miljöer, utan processen att odla och sköta dem är också givande. Även om processen kan automatiseras helt, finns det ett psykologiskt värde i att låta invånarna upplevelsebyrå och ägande genom att odla sin egen mat. "Det är som att ha ett eget litet husdjur," skämtade Chterev.

Algsystemet består av påsar med alger som hänger i taket, som via fotosyntes omvandlar koldioxid till syre. Det skulle teoretiskt kunna användas för att stärka eller till och med ersätta livsuppehållande system i rymden, och algerna är mycket näringsrika och kan också konsumeras. För det kommande isoleringsexperimentet kommer det bara att finnas ett litet algsystem så det kommer inte att fungera som livsuppehållande, men det kommer att konsumeras dagligen som ett komplement till måltider.

En oväntad fördel med systemet är ljuden som det gör. När luft trycks genom algpåsarna ger den ett tyst bubblande ljud som är mycket avslappnande och ger en annan typ av stimulans.

"Vi hoppas kunna se en framtid där stora delar av livsuppehållande systemet kan bytas ut mot ett algsystem", sa Aristotelis. "Det skulle vara möjligt att få en stor del av din näring från bara alger."

Rymdarkitektur för alla

"Vi arbetar mot en framtid där det inte bara är astronauter som ska ut i rymden utan även civila", sa Aristotelis. Det kräver design av miljöer inte bara för de välutbildade, noggrant utvalda astronauterna från NASA och andra rymdorganisationer. När det gäller att skicka civila ut i rymden, "måste vi ta hänsyn till deras välbefinnande."

Och deras plan för att förstå utmaningarna i extrema miljöer är radikal: Aristotelis och hans medgrundaren Karl-Johan Sørensen kommer att tillbringa tre månader i habitatet i Arktis, i norra Grönland. Under denna tid kommer de att vara effektivt avskurna från resten av världen och de kommer att behöva överleva på vad de kan ta med sig, med själva livsmiljön som ger den mentala stimulans de behöver.

"Vad vi hoppas är att det kommer att ge oss en bättre uppfattning om vad som är de mest inflytelserika arkitektoniska elementen som är viktiga på ett rymduppdrag," förklarade Aristotelis. Oavsett om det är aspekten av naturen från skötsel till trädgården, dygnsrytmen som moduleras genom belysningssystemet, eller det generativa ljudlandskap vill de veta vilka element av sensorisk stimulering som är de viktigaste, så att de kan veta vilka element de ska fokusera på utvecklande.

”Vi hoppas också få en intuitiv förståelse för den här typen av livsmiljöer och vad du behöver. Det har funnits ingenjörer och forskare och stridspiloter i rymden, men det har inte funnits några arkitekter i rymden ännu. Med tanke på vår bakgrund kanske vi ser andra lösningar på problem än människor från andra områden.”

Aristotelis hoppas också att tiden ska lära honom och hans kollegor om designelement som kan integreras i arbetet här på jorden: "Vi tror att det finns en korrelation mellan vad jag behöver i en väldigt extrem miljö och mitt vardagliga liv här på Jorden. De saker som vi lär oss från det här uppdraget behöver inte bara vara för rymdresor."

Var härnäst?

SAGA avslutar för tillfället sin prototypfas och förbereder sig för att börja byggas. Målet är att börja tillverka paneler för livsmiljön inom den närmaste månaden och att avsluta de sista aspekterna av interiören. Sedan påbörjas tillverkningen i sommar, redo att isoleringsexperimentet ska börja i september. Och så småningom hoppas teamet att deras design kan ta sig ut i rymden: "Vårt långsiktiga hopp är att en dag kommer en version av denna livsmiljö, kanske en avlägsen mutation av den, att landa på månen," Aristotelis sa.

På mer omedelbar sikt hoppas teamet kunna locka intresse från rymdorganisationer eller privata rymdföretag som SpaceX. För nu samlar företaget in sina egna pengar med hjälp av Kickstarter för att finansiera habitatprototypen och experimentet, och fokus för större delen av rymdindustrin ligger kvar på tekniska frågor som att förbättra raketer. Men i takt med att människor tillbringar mer tid i rymden kommer fokus på boende sannolikt att öka.

"Det här decenniet, med de nya uppskjutningarna som kommer ut, kommer vi att börja se mer fokus på bosättning, oavsett om det är för månen eller Mars eller till och med låg omloppsbana om jorden," sa Chterev. "Jag tror att ämnet boende kommer att bli mer och mer populärt, och SAGA kommer att vara på en bra plats för det."