月球火星：我們渴望的家園

王雅靜

2020年2月初，備受關(guān)注的月球村項(xiàng)目迎來(lái)新進(jìn)展。SOM建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所與歐洲航天局（ESA）正式簽署合作備忘錄，以進(jìn)一步發(fā)展對(duì)月球村項(xiàng)目的研究，建立月球表面首次永久居住的理念架構(gòu)。另一方面，新簽署的協(xié)議將更集中地研究開(kāi)發(fā)棲息地居住模塊。一旦完成，他們會(huì)公開(kāi)研究成果，以激勵(lì)更多“在月球和火星表面長(zhǎng)期、可持續(xù)地探索相關(guān)的技術(shù)發(fā)展”。

月球村是一個(gè)多方、開(kāi)放的概念，致力于讓月球成為開(kāi)展真正的全球性合作的場(chǎng)所。實(shí)際上，關(guān)于打造宇宙空間人類棲息地的研究一直都沒(méi)有停止過(guò)。很多建筑設(shè)計(jì)師早已將目光投向了其他行星和宇宙空間，他們希望打造適合人類居住的宇宙空間，延續(xù)人類活動(dòng)。這不是一次“征服”或者“重返”，而是一次“前往”與“延續(xù)”。社區(qū)計(jì)劃位于靠近月球南極的Shackleton Crater居

1.歐洲航天局公布人類首個(gè)月球基地計(jì)劃藍(lán)圖

2.3.月球村居住模塊需要永久性膨脹充氣艙，以容納更多的居民

月球村計(jì)劃

1969年，北京時(shí)間7月21日凌晨4時(shí)17分39秒，經(jīng)過(guò)12分鐘的動(dòng)力下降，阿波羅11號(hào)登月艙“鷹號(hào)”終于帶著兩名宇航員成功著陸于遠(yuǎn)在地球38萬(wàn)公里之外的月球表面，著陸地是在月球正面的靜?；亍Ｔ诎⒉_11號(hào)著陸6個(gè)半小時(shí)之后，尼爾·阿姆斯特朗走出登月艙，開(kāi)始走下梯子。4分鐘后，阿姆斯特朗將人類的第一個(gè)腳印留在月球。

“這是個(gè)人的一小步，卻是人類的一大步?！?/p>

51年后，提及那次登月行動(dòng)，所有人仍然心懷激動(dòng)?？梢哉f(shuō)，這一步是人類拓展認(rèn)知的一大步。自從人類打開(kāi)了通往月球的通道，不斷輸送的月球探測(cè)器將月球的神秘面紗逐漸揭開(kāi)，那顆地球唯一的衛(wèi)星似乎在向所有人招手。當(dāng)然，人類的腳步不止于此，打造一座月球棲息地成為了研究人員愈加強(qiáng)烈的愿望。

據(jù)英國(guó)《每日郵報(bào)》網(wǎng)站報(bào)道，2016年，歐洲航天局（ ESA）的負(fù)責(zé)人約翰一迪特里?！ろf爾納公布國(guó)際“月球村”的想法，這個(gè)計(jì)劃將聯(lián)合全世界航天國(guó)家的力量。他所描述的月球村類似一種合作營(yíng)地，只不過(guò)是建設(shè)在月球的表面。各個(gè)國(guó)家、企業(yè)、大學(xué)、非營(yíng)利性組織和個(gè)人都可以派遣人員和機(jī)器人前往月球，在那里開(kāi)展各種科學(xué)性的、探索性的甚至商業(yè)性的項(xiàng)目。

為了表明月球村的國(guó)際性和合作性，該項(xiàng)目并不屬于ESA，而是交給了月球村協(xié)會(huì)（ Moon Village Association），這是一家位于奧地利維也納的非政府組織。任何組織或個(gè)人都可以加入這個(gè)協(xié)會(huì)。

2019年，SOM事務(wù)所與歐洲航天局（ESA）和麻省理工學(xué)院（MIT）共同合作，設(shè)計(jì)月球村項(xiàng)目，打造第一個(gè)月球表面的人類定居點(diǎn)。ESA總干事Johann-Dietrich Wrner說(shuō)：“ESA與像SOM這樣的全球化公司之間的合作，很好地體現(xiàn)了月球村這一概念的精神實(shí)質(zhì)：私密與公共、空間與非空間的實(shí)體之間的聯(lián)合，將使我們以包容而可持續(xù)的方式登上月球。”

這個(gè)項(xiàng)目于2019年4月9日正式公布，月球村符合ESA未來(lái)的勘探計(jì)劃，以及美國(guó)宇航局的“戰(zhàn)略計(jì)劃”，旨在“讓人們?cè)谔罩羞M(jìn)行可持續(xù)的生存”。整個(gè)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是解決一系列復(fù)雜的小行星居住問(wèn)題，如何實(shí)現(xiàn)自給自足以及充分利用自然資源是主要的設(shè)計(jì)難題。

“我們與ESA的合作是解決業(yè)內(nèi)最復(fù)雜問(wèn)題的一種新方法，我們很高興能來(lái)慶祝這一里程碑，它也將把我們的合作推向新的高度。我們共同創(chuàng)造了一種新型的建筑。在一個(gè)直到今天仍被認(rèn)為無(wú)法居住的地方，我們創(chuàng)造了一種可能延續(xù)人類活動(dòng)的建筑?！盨OM設(shè)計(jì)合作者Colin Koop如是說(shuō)。

TIPS SOM建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所

成立于1936年的美國(guó)SOM建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所是世界頂級(jí)設(shè)計(jì)事務(wù)所之一。事務(wù)所由路易斯·斯基德莫爾和納撒尼爾·奧因斯于1936年在芝加哥創(chuàng)立，1939年后約翰·梅里爾加入。1937年他們?cè)诩~約州紐約成立第一家分公司。工作領(lǐng)域涉及建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)及土木工程、機(jī)械及電氣工程、工程設(shè)計(jì)、城市設(shè)計(jì)和規(guī)劃、室內(nèi)設(shè)計(jì)、環(huán)境美術(shù)、戰(zhàn)略研究、項(xiàng)目管理和古跡維護(hù)等方面。SOM在建筑技術(shù)與設(shè)計(jì)品質(zhì)方面的貢獻(xiàn)是20世紀(jì)世界建筑領(lǐng)域中最重要的成就之一。公司一直站在世界建筑設(shè)計(jì)和建筑工程業(yè)的最前沿，1961年和1996年兩次獲得美國(guó)建筑協(xié)會(huì)頒發(fā)的建筑公司最高榮譽(yù)獎(jiǎng)。自成立以來(lái)，它已經(jīng)在50多個(gè)國(guó)家完成了1萬(wàn)多個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，包括辦公大樓、銀行和金融機(jī)構(gòu)、政府建筑、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、宗教建筑、機(jī)場(chǎng)等。

歐洲航天局（ESA，簡(jiǎn)稱歐空局）

歐洲航天局成立于1975年，是一個(gè)致力于探索太空的政府間組織，擁有22個(gè)成員國(guó)，總部設(shè)在法國(guó)巴黎。歐洲航天局的太空飛行計(jì)劃包括載人航天（主要通過(guò)參與國(guó)際空間站計(jì)劃）。

發(fā)射和運(yùn)行其他行星和月球的無(wú)人探測(cè)任務(wù)地球觀察，科學(xué)和通信;設(shè)計(jì)運(yùn)載火箭;保持主要的航天發(fā)射場(chǎng)，法屬圭亞那庫(kù)魯?shù)墓鐏喣呛教熘行摹?019年9月2日，歐航局“風(fēng)神”氣象衛(wèi)星與太空探索技術(shù)公司“星鏈44”衛(wèi)星險(xiǎn)碰撞。歐洲航天局對(duì)一顆所屬衛(wèi)星采取緊急變軌操作.避免了一場(chǎng)可能發(fā)生的“太空交通事故”。

月球村建筑模型

既然在月球的環(huán)境下設(shè)立月球村，選址非常重要。2019年，SOM建筑事務(wù)所公布了一個(gè)永久性的月球村的方案，方案中包含了對(duì)月球周邊環(huán)境以及對(duì)月球村項(xiàng)目的詳細(xì)介紹。月球村位于Shackleton Crater隕石坑的邊緣，靠近月球的南極，可全年接收連續(xù)的日光。基礎(chǔ)設(shè)施和居住建筑將會(huì)用來(lái)收集日光，以供能源使用。

月球村內(nèi)的建筑安排在定居點(diǎn)內(nèi)靠近火山口的供水區(qū)域，并且有彼此相連的交通系統(tǒng)。除此之外，通信塔將放置在月球的最高脊上。月球上關(guān)鍵的資源是水，水資源以冰的形式分布在月球南極的洼地附近。在月球村，這些水資源將會(huì)被提取以產(chǎn)生可呼吸的空氣，以及作為運(yùn)輸和支持工業(yè)活動(dòng)的火箭燃料。

由于這些條件，該棲息地將能夠利用能量，并建立所需的生命保障系統(tǒng)，以及原地資源利用（ ISRU）實(shí)驗(yàn)，可通過(guò)月球的自然資源產(chǎn)生有用的元素。此外，還可以提取水冰沉積物，來(lái)產(chǎn)生可呼吸的空氣和用于運(yùn)輸和工業(yè)活動(dòng)的火箭推進(jìn)劑。

方案中介紹的月球村是由一系列充氣加壓艙組成，可容納工作空間、居住空間、環(huán)境控制和生命支持系統(tǒng)。建筑在三層到四層之間，模塊可以充氣和擴(kuò)展，確保未來(lái)對(duì)于生存空間增長(zhǎng)式需求。每個(gè)建筑模塊都裝在保護(hù)殼內(nèi)，使其能抵抗極端溫度、拋射物、灰塵和太陽(yáng)輻射。

在具體的居住模塊問(wèn)題上，就設(shè)計(jì)而言，三組豎向的剛性框架結(jié)構(gòu)、一個(gè)可充氣的殼體結(jié)構(gòu)，共同組成這個(gè)混合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，創(chuàng)造了開(kāi)放而自由的內(nèi)部空間。每個(gè)模塊可容納4至6人，具有四個(gè)加壓檔位。這些居所將被分組，然后相連成簇，以提高動(dòng)力。

“月球村必須能夠在不適宜的環(huán)境支持人類的生活?！盞oop說(shuō)，“我們必須考慮那些從未為人所考慮的問(wèn)題，如防輻射設(shè)施、氣壓低、呼吸困難等等?！?/p>

這個(gè)跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)利用了他們的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。作為總體規(guī)劃師，SOM事務(wù)所負(fù)責(zé)監(jiān)督建筑、工程、城市規(guī)劃和可持續(xù)設(shè)計(jì)。ESA提供了歐洲宇航員中心和歐洲空間研究與技術(shù)中心的專業(yè)知識(shí)，麻省理工學(xué)院則參與航空航天工程部分。

1.月球村建筑模型

2.3.三組豎向的剛性框架結(jié)構(gòu)和一個(gè)可充氣的殼體結(jié)構(gòu)，共同組成這個(gè)混合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，創(chuàng)造了開(kāi)放而自由的內(nèi)部空間

月球居住 Moontopia月亮烏托邦

關(guān)于打造宇宙空間人類棲息地的研究一直沒(méi)有停止過(guò)。在這些除地球之外的星球上，開(kāi)拓居住空間、延續(xù)人類活動(dòng)的建筑，將空間與非空間實(shí)體連接，讓人類以一種可持續(xù)的方式登陸到其他星球生活。

2017年，英國(guó)福斯特建筑事務(wù)所公布了一項(xiàng)關(guān)于天文體3D打印建筑的提案。一年后，Eleven雜志網(wǎng)站發(fā)布的第一個(gè)國(guó)際理念和空間建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽：“Moontopia月亮烏托邦”，邀請(qǐng)了來(lái)自世界各地的思想家、建筑師、設(shè)計(jì)師、藝術(shù)家、學(xué)者和遠(yuǎn)見(jiàn)者，來(lái)為“月亮烏托邦”提供一個(gè)創(chuàng)造性的解決方案，實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠生活、工作、研究甚至容納旅游路線的自給自足的月球殖民地。以下是兩個(gè)在這次比賽中的設(shè)計(jì)方案。

第一個(gè)設(shè)計(jì)方案是由“俄羅斯套娃”為靈感而設(shè)計(jì)的月球?qū)嶒?yàn)基地（Lunar Test Lab），這個(gè)實(shí)驗(yàn)基地是對(duì)月球生活和空間探索的未來(lái)設(shè)想。設(shè)計(jì)概念非常簡(jiǎn)單：人口逐漸移民到月球?qū)⒃趲啄甑臅r(shí)間中慢慢發(fā)生，從一開(kāi)始簡(jiǎn)化而單一的滿足一批批宇航員居住與研究的需求，轉(zhuǎn)向逐漸滿足更多的人的使用需求。

它將在太空中提供能夠種植果蔬等植物的場(chǎng)地，并嘗試3D和4D打印，讓人們?cè)谶@種全新的環(huán)境中生存。最關(guān)鍵的是，專業(yè)的宇航員將與那些對(duì)外太空充滿熱情的旅客攜手合作，努力尋找全新的且具有吸引力的生活方式，來(lái)疏解拯救日益艱巨的地球環(huán)境。

月球試點(diǎn)實(shí)驗(yàn)基地的居住地是一個(gè)類似于豆莢的艙體，它涵蓋私人宿舍、公共房間、溫室，以及實(shí)驗(yàn)室和維持月球生命的必要操作間。在“豆莢艙體”和最外層的保護(hù)膜之間是介于可居住和不可居住空間之間的保護(hù)性“灰空間”。

它的最重要的結(jié)構(gòu)是外保護(hù)膜，基于簡(jiǎn)單的折紙?jiān)?，可以?D打印并且在現(xiàn)場(chǎng)自行組裝。這是一種通過(guò)感知太陽(yáng)風(fēng)的壓力變化而不斷塑形的編程化的碳纖維材料，也具備再生水和氧氣的能力，這是項(xiàng)目的關(guān)鍵點(diǎn)。月球表面的太陽(yáng)風(fēng)包含一定的氫原子，這些氫原子可以被外殼捕獲、儲(chǔ)存并轉(zhuǎn)化為有用的氧原子，從而有助于維持居住地的生命。

第二個(gè)設(shè)計(jì)的名稱為“月亮之眼”。月球表面布滿了成千上萬(wàn)的、直徑從幾公里到幾百公里不等的隕石坑，這些隕石坑為太空建筑提供了天然的基地，特別是靠近南極的隕石坑，能幾乎不間斷地接收太陽(yáng)輻射，并且在地表上溫度波動(dòng)很小。科學(xué)家還認(rèn)為，南極的一些隕石坑中甚至存在水，這對(duì)月球的定居至關(guān)重要。

每個(gè)拋物線形狀的火山口的保護(hù)層都可作為觀察浩瀚宇宙的望遠(yuǎn)鏡，因?yàn)樗鼈儾粫?huì)像大氣層中受到衍射的限制，這些望遠(yuǎn)鏡可以達(dá)到前所未有的角度及分辨率。

但由于月球容易遭到小行星的碰撞，我們需要尋找一些太空掩體發(fā)散的激光束改變這些小行星的路徑，使它們避開(kāi)月球上的建筑物。激光束的功率來(lái)自于儲(chǔ)存著的太陽(yáng)能或大型小行星的核能。

穹頂覆蓋著的隕石坑，將作為人類居住的月球基地。足夠大的火山口可以容納為數(shù)較多的建筑群，這些建筑將位于月表之下，模擬地球上的生態(tài)環(huán)境，同時(shí)在圓頂下方會(huì)有第二個(gè)投影層。

基于此，此設(shè)計(jì)方案是創(chuàng)建一個(gè)“月表城市烏托邦”，這將是人類從未體驗(yàn)過(guò)的生活方式。

通過(guò)分析城市規(guī)劃的功能和需要，在建筑環(huán)境和人類行為之間建立聯(lián)系;通過(guò)劃分和繪制不同規(guī)模的生活區(qū)域，將靈活地為使用人群帶來(lái)便利。

豐富的城市景觀通過(guò)月球表面的隕石坑折射出來(lái)，宛如一個(gè)地表下的彩虹花園。利用火山口內(nèi)的凹形空間和圓形穹頂，在月球上創(chuàng)造一種“穹頂之下”的生活方式。環(huán)形管道的輸入和輸出，水平和垂直的交通組織，連接著所有的建筑。居住者透過(guò)“月亮之眼”能仰望星空，同時(shí)也能“腳踏實(shí)地”感受月球的心跳。

火星居住 合理取材 打造火星居住群

除了月球上的項(xiàng)目之外，其他設(shè)計(jì)師早已將目光投向了其他行星和宇宙空間。近期，據(jù)TechCrunch報(bào)道，美國(guó)宇航局選擇總部位于休斯敦的Axiom Space建立國(guó)際空間站（ISS）的第一個(gè)商業(yè)居住艙。該模塊將用作未來(lái)商業(yè)太空飛行任務(wù)、房屋實(shí)驗(yàn)、技術(shù)開(kāi)發(fā)的目的地，并由商業(yè)太空旅行者通過(guò)諸如SpaceX CrewDragon和Boeing Starliner等人類額定航天器乘坐飛機(jī)前往ISS進(jìn)行更多操作定期的運(yùn)營(yíng)服務(wù)。

這個(gè)由設(shè)計(jì)鬼才Philippe Starck設(shè)計(jì)的世界首個(gè)商業(yè)空間站居住模塊被形象地比喻為“一個(gè)雞蛋”。它具有柔軟的墻壁，與人體在零重力下的運(yùn)動(dòng)完美協(xié)調(diào)。這樣的設(shè)計(jì)靈感之初是希望給人們產(chǎn)生回到母體子宮的感覺(jué)，這樣的環(huán)境可以讓身處空間站的人感到舒適、安全。

除此之外，空間站中每一個(gè)私人小屋的絨面質(zhì)地墻壁上都點(diǎn)綴著數(shù)百個(gè)納米LED燈，它們根據(jù)時(shí)間以及空間站距離地球的相關(guān)位置而改變顏色。天窗則設(shè)計(jì)為一個(gè)大型長(zhǎng)方形金頂窗，帶有圓角，可以觀看到地球的景象。未來(lái)，空間站希望將空間旅行變成平民化的休閑項(xiàng)目。

早在2015年，NASA就舉辦了一場(chǎng)利用3D打印技術(shù)建造火星基地的比賽，進(jìn)入復(fù)選階段的作品一共有30份。這次設(shè)計(jì)比賽要求機(jī)器人能夠利用3D打印技術(shù)，就地取材作為建筑原料建造火星居所。這些設(shè)計(jì)模型利用合理的想象打造建筑，將未來(lái)定居火星的建筑一一鋪展在眼前。

利用3D打印技術(shù)建造火星基地的設(shè)計(jì)模型

火星穹頂（The Martian Vault）

設(shè)計(jì)者：Tomasz Dzieduszynski

在地球上，類似意大利“萬(wàn)神廟”這樣擁有穹頂?shù)慕ㄖ梢砸倭⑶?，?jīng)受住時(shí)間的考驗(yàn)。設(shè)計(jì)者Dzieduszynski希望其的“火星穹頂（The Martian Vault）”方案能夠在火星嚴(yán)酷的環(huán)境下同樣經(jīng)久耐用。方案里，“火星穹頂”可以使用一個(gè)充氣式腳手架來(lái)引導(dǎo)3D打印機(jī)器人工作，機(jī)器人將利用火星沙土沉積為水泥建造居所。蜂窩形的保溫層是為了屏蔽輻射和阻擋小隕石。

待一會(huì)（Staye A While）

設(shè)計(jì)者：Team Staye

這個(gè)螺旋式地下結(jié)構(gòu)設(shè)想建造在火星赤道附近的地下，火星赤道附近地表以下?lián)碛写罅勘獾乃Y源。建造過(guò)程中挖掘的冰可供飲用，將居所建在地下可以屏蔽宇宙射線，也可以很好地保溫。

熔巖蜂巢（ LavaHive）

設(shè)計(jì)者：Team LavaHive

這個(gè)團(tuán)隊(duì)希望利用充氣式居住模塊建造火星上的居所，這樣在抵達(dá)火星前可以將它們放氣存起來(lái)，節(jié)省飛船空間，等到抵達(dá)火星后再充氣展開(kāi)，但是他們后續(xù)還需要利用火星沙土建造連接這些充氣式模塊的通道。

火星阿皮亞（Marsapia）

設(shè)計(jì)者：Mars Terrain Intelligence Collaborative

火星沙土里擁有兩項(xiàng)寶貴的資源：鐵和硅，設(shè)計(jì)小組希望從火星土壤中分離出這兩種元素來(lái)建造一個(gè)球形結(jié)構(gòu)的居所。這是一個(gè)由鐵格子結(jié)構(gòu)與像花崗巖一樣硬的玻璃組成的居所，它可以保護(hù)火星居民阻擋輻射、小隕石和火星表面的沙塵暴。

冰屋（Ice House）

設(shè)計(jì)者：SEArch/Clouds Architecture Office

不像其他團(tuán)隊(duì)使用土壤作為建筑材料，這個(gè)團(tuán)隊(duì)使用的是冰?；鹦潜睒O的冰帽與凍土下有大量的水冰，他們提議使用一種特殊的3D打印過(guò)程，利用冰來(lái)建造宇航員在火星北極的居所，水冰可以很好地吸收輻射保護(hù)宇航員。2008年鳳凰號(hào)著陸火星北極時(shí)正值火星北半球夏季，在鳳凰號(hào)任務(wù)期間測(cè)得火星北極地區(qū)最高溫度-19.6℃，而最低是-97.70℃。

軟體動(dòng)物（Mollusca L5）

設(shè)計(jì)者：LeeLabs

這個(gè)方案可能看起來(lái)不討人喜歡，但卻是一個(gè)非?？岬脑O(shè)計(jì)。它將充氣式居住模塊包裹在玻璃穹頂結(jié)構(gòu)中，玻璃結(jié)構(gòu)利用火星本地材料3D打印而成，這相當(dāng)于宇航員可以在火星擁有院子。

甜甜圈（Donut House Mk.Ⅰ）

設(shè)計(jì)者：A.R.C.H.

這個(gè)像甜甜圈的房子由加了纖維的玄武巖黏土建造而成。環(huán)形的設(shè)計(jì)允許將居所分割成獨(dú)立的艙段，如果其中一部分被隕石砸壞，其他部分仍然可以為宇航員提供居所。

迷宮（Labyrinth）

設(shè)計(jì)者：Rustem Baishev

這是為將來(lái)火星成為游客眾多的熱門(mén)旅行目的地設(shè)計(jì)的，它的迷宮般外形可以無(wú)限制地?cái)U(kuò)大。Labyrinth方案可以無(wú)限制地?cái)U(kuò)大建造規(guī)模，它將利用核動(dòng)力工作，將火星沙土與一種黏合劑混合后，機(jī)器一邊向前移動(dòng)，一邊將合成的建材像牙膏一樣擠出成型。