Животът на Марс: В 3D принтирана яйцевидна капсула от камък

Никога не се е гледало на възможността за евентуално бягство от Земята при настъпване на катаклизъм толкова сериозно, колкото през 2020 г. Като започнем от коронавирусната пандемия, която покоси почти всеки един от нас по един или друг начин, и стигнем до климатичната криза, пред която е изправена нашата планета. Освен това, през тази година, заради агресивните и националистически амбиции на някои лидери, бяха прекратени и редица важни договори за ядрено разоръжаване, което макар и на този етап да не означава нищо, само по себе си ни приближава с една крачка до заплахата от ядрена война. И ако това не е достатъчно, припомняме, че тази година предстоят и президентските избори на САЩ.

Въпреки че учени и технологични новатори по света вече работят по решения, които да ни предложат спасения от апокалипсиса, единственият жизнеспособен отговор, който някои експерти виждат като единствена алтернатива от десетилетия, може би е напускане на тази планета и проправяне на път към нова. Все пак, Илън Мъск неведнъж е споделял своите нескромни амбиции един ден човечеството да колонизира Марс, както и да превърне човека в „мултипланетен вид“, да започне да води пълноценен начин на живот (доколкото е възможно) на Червената планета, а след това дори да изнесе част от производството и промишлеността, чиито продукти потребява човечеството на планетата.

Тази амбиция на Мъск не е продиктувана само от климатичните заплахи и влошаващите се световни проблеми като глобалното затопляне и климатичната криза. Тъй като потреблението на хората непрекъснато нараства, в един момент може дори да стигнем до точка, в която сме преминали границите на производствените възможности на Земята, което колкото и кошмарно да звучи за еко активистите, е добро основание, което да накара световните лидери и власт имащите да се замислят за една потенциална миграция… към друга планета.

Световните милиардери вече работят върху стратегии за миграция. Така компанията Virgin Galactic на Ричард Брансън планира да изпраща туристи в космоса, но други компании на милиардери имат доста по-амбициозни цели. Освен Мъск, за когото вече споменахме, друг прорекламатор на тези идеи е Джеф Безос, който иска един ден да изпрати хора на други планети, които да живеят в масивни колонии и да създадат собствена икономика, както и да стимулират чрез дейността си там икономиката на Земята. SpaceX на Мъск е планирала да изпрати първия обикновен гражданин на полет в космоса през 2023 г. А НАСА, пионерът в космическата надпревара, който пръв изпрати човек на Луната? Агенцията напредва в следващата ера на космическите пътешествия – програмата ѝ Артемида вече е на път да изпрати първата жена и след това още един мъж на Луната, преди да се насочи директно към Марс.

Но независимо от това дали правителствена космическа агенция или частна компания ще изпрати първа хора на Марс, какъв ще бъде животът, когато те пристигнат на Червената планета?

Въпроси като как ще добиваме храна, ще преживеем ли изключително силното космическо радиационно облъчване и ще се справим ли със смазващата самота, която е погълната цялото пространство, както и ще бъде ли всичко с нас наред, когато сме толкова далеч от планетата – майка, са едни от основните, които възникват в ума на всеки, който някога е чувал за тези амбициозни, някои биха казали дори грандомански, планове. И най-важното от всичко – къде всъщност ще живеем на новата си родна планета?

Една американска компания може би има отговор на този въпрос. Предприятието разработва 3D-принтирана яйцевидна капсула, наречена Marsha, която да изолира изпратените на Марс хора, от силната радиация и всички негативни условия.

Когато животът на Земята започне да става силно апокалиптичен по ред причини, би било наистина изкушаващо да си представим, че хората един ден ще могат да напуснат тази планета и да се превърнат в междупланетен вид. Но въпреки че SpaceX и НАСА може да заведат хората на Марс, все пак, какъв би бил начинът на живот там? Яйцеобразният дизайн е създаден от базираната в Ню Йорк архитектурна фирма Al SpaceFactory, като част от усилията ѝ в участието на състезанието на НАСА за създаване на 3D – отпечатан модел за местообитание на Червената планета. Компанията успява да спечели първа награда в състезанието на НАСА, благодарение на дизайна си за космическа капсула, която може да бъде отпечатана директно на Марс, с материали, отново добити на място, на планетата.

Животът на Марс

Изграждането на дом на Марс не е проста задача. Но екипът на базираната в Ню Йорк архитектурна компания Al SpaceFactory пое предизвикателството, предоставено от НАСА, да създаде 3D-отпечатано местообитание, което да издържи на предизвикателствата на марсианския живот, на суровите условия в космоса и на ограничените ресурси. След безброй усъвършенствания и редизайн на капсулата, Al SpaceFactory е прекарала 30 часа в 3D отпечатването на своята трета мащабна версия на Marsha и в крайна сметка печели най-голямата награда в областта – 3D-Printed Habitat Challenge на НАСА през 2019 година.

Al SpaceFactory

Въпреки че 3D роботът, необходим за отпечатването от камък на Marsha, е произведен и се намира на Земята (един ден навярно без проблем ще може да бъде изпратен до Марс), самата капсула, е проектирана да бъде направена от материали, които биха били налични на повърхността на Марс, което означава, че ще може да бъде произвеждана на място. Al SpaceFactory е създала необходимия за производството на Marsha материал от натрошен базалт, който може да бъде извлечен от скалите, които са откривани на Марс, примесени с биопластик, произведен от растения, които могат да се отглеждат на червената планета. Резултат наистина е революционен, 3D-печатаем материал, за който компанията твърди, че може да предпазва хората както от радиация, така и от екстремните температури на Червената планета. В същото време, възможността за 3D отпечатване на капсулата на място означава спестяване на време и разходи от пренасянето на тежки междупланетарни товари.

Извличането на необходимите материали за производството директно от Марс също има икономически смисъл; всеки килограм материал, изстрелян в космоса, носи със себе си масивно увеличаване на крайната цена на полета, която компанията ще заплати. Според Al SpaceFactory, използването на марсиански материали е единственото жизнеспособно решение за пътуване на такова отдалечено място. Когато трябва да построите стена на Марс, не можете просто да отидете до железарията и да купите необходимите материали.

В офисите на Al Space Factory в Ню Йорк, по чиито стени са подредени десетки чертежи на 3D моделите на каменните капсули за живот на Марс, основателят и изпълнителен директор на компанията Дейвид Малот обяснява предизвикателствата, които предстоят пред изграждането на местообитания за цивилизацията на друга планета от Слънчевата система.

„Марс е много по-различно предизвикателство от Луната, която всички изследваха през миналия век. Ако нещо се обърка на Луната, ще отнеме само няколко дни, за да могат хората да бъдат върнати обратно. Това обаче не е така на Марс, която се намира на много повече звездни години разстояние“, казва Малот.

„Марс е на цели девет месеца път от Земята. И ако сте гледали филма „Марсианецът“, навярно си представяте, че ако настъпи катастрофа, всъщност имате много малко възможности за действие и реагиране, камо ли да върнете някого обратно. Така че, ако искате да живеете на Марс, трябва да построите нещо, което е много по-здраво и удароустойчиво, способно на издържи на суровите условия и радиацията.“, допълва експертът.

Според Малот това означава избягване на всякакъв вид „разгъваеми“ структури или приспособления, на които се гледаше като надеждната алтернатива за живот на Марс, които присъстват в сюжетите и на много научно – фантастични филми, в полза на нещо, което може да бъде произведено на място с ресурсите, които се намират там. Като 3D принтирана каменна капсула.

Вдъхновени от органичната природа

Al Space Factory не просто се обръща към органичния свят за набавяне на необходимите материали. Компанията също използва многото събрана информация от изследователските мисии и дейности за природата, формата и структурата на повърхността на Марс, за да приспособи 3D капсулата.

Въпреки че първоначално екипът от дизайнерите разглеждат структури, подобни на куполи (досущ като тези, които сме виждали в научнофантастичните филми), след месеци на мозъчни атаки и инженерни експерименти, те установяват, че „най-ефективната форма е яйцевидна“.

„Важно е да бъдете структурно ефективни като форма, защото трябва да използвате колкото се може по-малко материал. Всяко разхищение на ресурс е съществен негатив. Представете си яйцето на която и да било птица на Земята – тази форма е идеална и е толкова ефикасна, защото черупката на яйцата често е много, много тънка и въпреки това има необходимото количество издържливост и сила, така че да запази живота под нея.“

Малот и неговият екип също е трябвало да помислят за видовете сили, с които структурите за оцеляване ще се сблъскат на Марс. Малот започва кариерата си на архитект като проектира небостъргачи, където вятърът е един от най-големите фактори, които се вземат предвид при създаването на дизайна и конструкцията. Високите сгради на Земята трябва да могат да издържат на силите на вятъра, които постоянно заплашват да ги съборят.

На Марс вятърът е много по-малък проблем, защото атмосферата е невероятно тънка – плътността ѝ се равнява на приблизително само два процента от плътността на тази на земята. Вместо това, основното предизвикателство там, е балансирането на атмосферното налягане в дадено местообитание, което трябва да бъде подобно на това на Земята за хората, тъй като организмите ни не са пригодени да издържат в други условия, особено предвид тънката атмосфера.

„Всички ние, още от ученическите си години, си представяме атмосферата на Земята като балон, който я обгръща. Това наистина е най-добрата илюстрация на атмосферния слой. На Марс обаче, този балон е в много пъти по-тънък, което автоматично означава, че за да могат да оцелеят хората, то техните местообитания, които смятат да използват за подслон там, трябва да имат собствен обгръщащ ги балон със същите изолационни качества като тези на земната атмосфера. Така че, при изграждането на местообитанията, трябва да създадем обвивка около тях, която може да компенсира огромната разлика в атмосферното налягане.“, казва Малот.

Резултатът от тези междупланетарни ограничения е създаването на дизайн на яйцевидната капсула с двойна обшивка, който дава възможност на хората вътре в помещението да дишат, като същевременно ги предпазва от навлизане на атмосферния въздух навън от Марс. Тази конструкция с двойни стени означава и по-добра топлоизолация и благодарение на светлинното покритие в горната част, светлината може да се стича надолу между двете черупки и да се разсейва по протежението на целия хабитат, което го прави много по-приятен за просторен живот.

Човек – центриран дизайн

Al Space Factory трябваше да докаже на НАСА, че може да проектира структура, способна да издържи на крайните условия на Марс, но екипът също беше решен да създаде пространство за живот, което е фокусирано около задоволяването на всички битови нужди на неговите обитатели.

Няма съмнение, че Marsha е проектирана да посрещне практическите нужди на ранните астронавти. Приземният етаж разполага с работно пространство и дори лаборатория, където жителите могат да провеждат експерименти – представете си го като стая, която ви позволява да симулирате земната атмосфера и да правите преход между двете. Също така има място за подготовка за EVA или превозни средства – по същество всичко, което ще ви бъде необходимо за дейността ви, когато един ден мигрирате на Марс…

Преминавайки от приземния етаж нагоре, Marsha включва дори работни помещения, кухня, зона за отдих, библиотека и други.

На втория етаж се помещава кухнята и още една по-голяма лаборатория, където няма симулирана атмосфера. Третият етаж започва да отстъпва в полза на личните нужди на обитателите, с градина, санитарен възел (дори на Марс, все още се нуждаете от баня и тоалетна!), след което идва ред на личните спални. А на последния етаж, под яркото небе, се намира комбинирано пространство за отдих и упражнения, което осигурява и отдалечена от останалите помещения зона, в която можете да се усамотите, в случай, че не се чувствате достатъчно самостоятелни на Марс… Извитото стълбище следва извивката на яйцевидната форма, като свързва всеки от тези етажи.

Извивките на всеки етаж отекват в заоблената, външна обвивка на Marsha, придавайки на жизнените пространства годен жилищен вид, който значително се различава от правите идеални форми на пространствата за обитание на други места в космоса, обитавани от хора, като тези на Международната космическа станция например.

Но това все още е на ниво проект. Сега Al SpaceFactory прави тестово отпечатване на Marsha на Земята, но ще мине доста време, докато видим една от тези 3D-принтирани капсули на повърхността на Марс.

Al SpaceFactory има планове за изграждане на напълно функционален хабитат много по-рано от това.