美國宇航局在其3D打印的人居競賽的最新階段中選擇了五項(xiàng)獲獎(jiǎng)設(shè)計(jì)，其中包括由火星表面制成的模塊化吊艙社區(qū)和一個(gè)垂直的雞蛋狀容器。
在現(xiàn)場居大賽邀請(qǐng)組設(shè)計(jì)一個(gè)可持續(xù)的住房的4名宇航員上火星任務(wù)船員，利用3D打印技術(shù)使施工技術(shù)。
團(tuán)隊(duì)必須提出一種解決方案，解決從地球到火星的物質(zhì)運(yùn)輸問題，以及新星球上大氣和景觀的差異。
每個(gè)人都需要使用專用軟件工具來創(chuàng)建火星房屋的物理和功能特征的數(shù)字表示形式。
NASA 百年挑戰(zhàn)系列計(jì)劃經(jīng)理Monsi Roman說：“我們很高興看到這些以自己獨(dú)特的方式參加比賽的多元化團(tuán)隊(duì)的成功。”
“他們不僅在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，還在設(shè)計(jì)棲息地，這將使我們的太空探索者可以在其他星球上生活和工作。我們很高興看到他們的設(shè)計(jì)隨著比賽的進(jìn)行而得以實(shí)現(xiàn)。”
NASA與伊利諾伊州皮奧里亞的布拉德利大學(xué)合作，從全球18個(gè)小組中選出了前五名。他們使用積分系統(tǒng)進(jìn)行排名，根據(jù)獲得的分?jǐn)?shù)，他們將共同分享$ 100,000獎(jiǎng)金的一部分。
位于阿肯色州的Zopherus團(tuán)隊(duì)以其在火星上的人類模塊化棲息地獲得了第一名，該平臺(tái)以3D打印的方式不受人類對(duì)火星表面材料的干擾。
在此概念中，著陸器將掃描其周圍環(huán)境并選擇最佳的打印區(qū)域，同時(shí)從船上部署自主機(jī)器人以收集3D打印機(jī)的材料。
著陸器密封在地面上，以提供受保護(hù)的加壓打印環(huán)境，然后混合物料，并開始打印六角形結(jié)構(gòu)。
由于其六邊形的結(jié)構(gòu)，可以將多個(gè)Zopherus棲息地打印成彼此靠近，從而形成一個(gè)社區(qū)。
每個(gè)結(jié)構(gòu)均使用由冰，氧化鈣和火星骨料制成的特殊復(fù)合火星混凝土材料建造，這些材料由流動(dòng)車收集并送入著陸器進(jìn)行混合。
每個(gè)棲息地夾層樓的大窗戶可提供火星景觀的廣闊視野，并允許光線培育小型水培花園，以生長植被和生產(chǎn)氧氣。
AI SpaceFactory的蛋形垂直結(jié)構(gòu)排在第二位，該結(jié)構(gòu)采用雙殼系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可應(yīng)對(duì)火星內(nèi)部的內(nèi)部氣壓和結(jié)構(gòu)應(yīng)力。
就像Zopherus的棲息地一樣，Marsha設(shè)計(jì)是使用從火星表面收集的材料制成的，從而消除了用火箭從地球運(yùn)輸材料的依賴。
該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種創(chuàng)新混合物，該混合物是從火星巖石中提取的玄武巖纖維與可在火星上生長的植物衍生的可再生生物塑料(聚乳酸)的混合物。
與Zopherus生境的公共形式不同，每個(gè)Marsha生境都作為一個(gè)單獨(dú)的結(jié)構(gòu)獨(dú)立存在。
第三名的卡恩·耶茨(Kahn-Yates)還將棲息地設(shè)計(jì)為獨(dú)立的空間，并采用圓滑的橢圓形形狀，以最大程度地減少潛在沙塵暴的影響。
航天模塊到達(dá)火星后，其外殼會(huì)在著陸時(shí)分離，留下預(yù)制核。著陸后，五軸打印臂將從核心的頂部伸出，并使用火星景觀上發(fā)現(xiàn)的材料打印基礎(chǔ)。
然后，手臂打印混凝土外殼，而輔助噴嘴在外殼的任一側(cè)打印HDPE(高密度聚乙烯)層，有效地將火星混凝土夾在中間。
通過減少或消除外殼化妝品中的中央混凝土層部分，使日光進(jìn)入棲息地，從而使HDPE層像皮膚一樣。該小組表示，這將有助于園藝和食品生產(chǎn)。
四名是SEArch + / Apis Cor，它提交了一個(gè)具有雙殼設(shè)計(jì)的棲息地，以保護(hù)該結(jié)構(gòu)不受銀河太陽輻射的影響。由第五名的團(tuán)隊(duì)西北大學(xué)設(shè)計(jì)的棲息地具有獨(dú)特的球形外殼和外部拋物圓頂。
現(xiàn)場人居競賽是NASA 3D打印的人居百年挑戰(zhàn)賽的第三階段，該競賽旨在探索在地球，月球，火星及其他地區(qū)創(chuàng)造可持續(xù)住房解決方案所需的建筑技術(shù)。
第一階段是設(shè)計(jì)競賽，于2015年舉行，要求團(tuán)隊(duì)提交建筑效果圖。提交的內(nèi)容包括Foster + Partners提議的93平方米的棲息地的建議，該棲息地是由regolith，紅色星球表面上發(fā)現(xiàn)的松散土壤和巖石印制而成的。
第二階段是結(jié)構(gòu)構(gòu)件競賽，于2016-2017年舉行，重點(diǎn)是材料技術(shù)，要求團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
挑戰(zhàn)還有四個(gè)階段，最終將在2019年初面對(duì)面入圍決賽選手的設(shè)計(jì)。