MARSHA：一個(gè)3D打印的垂直火星棲息地

總部位于紐約的建筑和技術(shù)公司AI spacefactory發(fā)布了MARSHA（MARS HAbitat）的細(xì)節(jié)，MARSHA是一種3D打印的有遠(yuǎn)見的垂直房屋。 AI SpaceFactory是第三階段的第二名：NASA 3D打印人居挑戰(zhàn)賽的第一級(jí)，并獲得近21,000美元的最高獎(jiǎng)項(xiàng)。

美國國家航空航天局于2014年開始的3D打印棲息地挑戰(zhàn)計(jì)劃旨在通過推動(dòng)公民發(fā)明者開發(fā)能夠使用就地資源來增材制造棲息地的新技術(shù)，進(jìn)一步推動(dòng)有朝一日占領(lǐng)月球，火星或其他地方的可持續(xù)避難所的發(fā)展。

隨著NASA推進(jìn)深空探測(cè)，可靠的生命支持棲息地將是必不可少的。但考慮到運(yùn)輸材料的廣泛限制以及大氣和景觀的差異，在火星表面建立一個(gè)結(jié)構(gòu)是一項(xiàng)非同尋常的挑戰(zhàn)。 AI spacefactory的解決方案依賴于從火星表面收集的材料。這通過稱為原位資源利用（ISRU）的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。該團(tuán)隊(duì)正在制定從火星巖石中提取的玄武巖纖維和從火星上生長(zhǎng)的植物中加工的可再生生物塑料（聚乳酸或PLA）的創(chuàng)新混合物。玄武巖纖維以其卓越的拉伸強(qiáng)度而聞名，它與碳纖維和凱夫拉爾相當(dāng)，但生產(chǎn)起來更簡(jiǎn)單。

據(jù)AI SpaceFactory稱，MARSHA標(biāo)志著與以前以低洼圓頂或埋藏結(jié)構(gòu)為代表的火星設(shè)計(jì)的根本背離。相反，其設(shè)計(jì)理念包括使用圓柱形狀以獲得最大的空間和安全性。該形狀針對(duì)Mar的內(nèi)部大氣壓力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力進(jìn)行了優(yōu)化。

MARSHA的垂直方向和小占地面積也減少了在不熟悉的地面上移動(dòng)的施工探測(cè)車的需求。相反，MARSHA采用垂直伸縮臂構(gòu)造，在整個(gè)3D打印過程中連接到固定流動(dòng)站。

為了將可居住空間與火星極端溫度波動(dòng)引起的自然膨脹和收縮隔離開來，MARSHA采用獨(dú)特的雙殼系統(tǒng)將壓力容器與可居住區(qū)域分開。

MARSHA的功能區(qū)域分布在四個(gè)層面，由獨(dú)特的室內(nèi)氛圍確定，鼓勵(lì)移動(dòng)性并避免單調(diào)。通過上方的大天窗和間歇的窗戶，兩個(gè)外殼之間的空間充當(dāng)光井，連接所有層次的漫射自然光。這個(gè)獨(dú)特的空間允許樓梯從地板到地板輕輕地弧形，增加了日常生活的維度。

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)還制定了專門用于火星上3D打印的材料：玄武巖纖維增強(qiáng)聚乳酸（bf-PLA）。 PLA是一種強(qiáng)力熱塑性塑料，可回收利用，并具有現(xiàn)場(chǎng)制造的附加優(yōu)勢(shì)。它在塑料中具有最低的熱膨脹系數(shù) - 對(duì)于用短切玄武巖纖維實(shí)現(xiàn)復(fù)合作用至關(guān)重要，玄武巖纖維也非常穩(wěn)定。作為生物塑料，PLA打印的排放是良性的，不像石化塑料那樣會(huì)釋放出高水平的有毒微粒，如苯乙烯。 PLA因其低導(dǎo)電性而備受珍視，玄武巖是眾所周知的最有效的絕緣體之一。它們共同抵御極端的外部環(huán)境。

AI SpaceFactory現(xiàn)在將繼續(xù)進(jìn)行MARSHA項(xiàng)目，以進(jìn)行下一級(jí)NASA現(xiàn)場(chǎng)3D打印人居比賽。每個(gè)團(tuán)隊(duì)必須使用建筑信息模型軟件來設(shè)計(jì)一個(gè)棲息地，該棲息地結(jié)合了必須包含的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的許可。他們還必須3D打印最終級(jí)別的棲息地的1：3功能原型。

來源：3D打印智造網(wǎng)