NASA专家利用3D打印开发火星栖息地冰穹

近日，由设计师、建筑师和NASA专家组成的团队发布了火星冰穹。据悉，这是一个可用于火星的基于冰的栖息地的概念，这个概念是NASA 2015年3D打印生境挑战的得主的火星冰屋的一个演变。

因为火星的表面具有极高的温度，并且因为红色星球的气氛不能提供足够的免受高能辐射的保护，地球上的第一批人类定居者将需要健全和有效的避难所，保护他们免受野生环境的影响。然而，建造这样的避难所却有难题：由于宇航员在从地球的最终旅程中只能取得有限的资源，所以该建筑物不能由任何旧材料制成。相反，我们的火星殖民者需要使用他们在火星上找到的任何东西 － 包括水。

这证明了NASA的前瞻性本质，它最新的火星栖息地概念实际上是NASA 2015年3D打印生境挑战的得主的火星冰屋的一个演变。获奖得主云建筑办公室设计的一个可3D打印的冰屋获得了25，000美元的奖金，这个概念涉及3D打印冰，可以在火星上找到，并保持它包含在透明的ETFE膜内。NASA对这个想法印象深刻，它不仅授予Clouds AO大奖，而且还以火星冰穹的形式进一步发展这个想法。

一组由NASA专家、设计师和建筑师组成的团队，最近开始在位于美国弗吉尼亚州汉普顿的美国宇航局兰利研究中心工作，他们一直在开发，并让火星冰穹成为一个火星居住的可行概念。“致力于确定需求、目标和制约因素后，我们迅速评估了许多疯狂的、脑洞大开的想法，最终融合到当前的Ice Home设计，这提供了一个完善的工程解决方案，”Langley高级系统工程师Kevin Vipavetz说道。

虽然环形冰穹可能需要一年多的时间储存水，但据NASA透露，它可以在船员到达之前建造和填充，因为机器人可以提前送到火星。一旦宇航员到达，冰穹可能会提供更好的好处。对于人类来说，富氢水可以屏蔽银河宇宙射线，这是人类在火星上最大的威胁之一，因为它们可能导致癌症或急性放射病。此外，存储在3D打印栖息地内的水可能被转换为火星上升车的火箭燃料。

基于水的3D打印栖息地的最大优点之一是，宇航员将受到免受宇宙射线的保护，但仍将通过半透明的墙接收大量的光。“我们选择的所有材料都是半透明的，所以一些外面的日光可以照射进来，让你感觉这是一个家，而不是一个洞穴，”Langley Mars Ice首席研究员Kevin Kempton说道。

但是，对于那些生活在栖息地的人来说，白天会是一个优势，但还有其他关键的考虑，如结构材料的选择。“构成冰穹的材料必须在火星恶劣的环境中经受多年的使用，包括紫外线辐射、带电粒子辐射，可能还有一些原子氧、高氯酸盐以及沙尘暴。”Langley研究员Sheila Ann Thibeault说道。

冰穹项目的研究人员正在寻求可以更快地从火星中提取水的方法。目前，他们认为有可能以每天一立方米的速度填充栖息地，并在400天内完成栖息地的建造。然而，如果他们能找到一种提高这个速率的方法，那么项目可以在规模上进行扩大。

最终，NASA专家、建筑师和设计师只是想让栖息地能为被派遣到那的人提供尽可能有用和舒适的居住环境。“经过几个月的太空旅行，当你第一次到达火星，你的新家已经准备好让你搬进去，这将是一个伟大的一天，” Kempton说。

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