人類最快六年後可登上火星？這些團隊已想好了居住方案

記者 | 韓沁珂

編輯 |

“登上火星”逐漸成為近年來各國宇宙探索工作的重點，不再只是科幻小說中的故事。

在美國宇航局（NASA）4月初公布的“火星登陸”計劃中，人類將在2024年前後重返月球並建造棲息地，並以月球為跳板，將在2033年登陸火星，完成為期兩年的生存任務，模擬登陸將於2027年開始。

按荷蘭Mars One研究所計劃，火星登陸時間則被提前到2025年。被挑選出的志願者們將在六年後登上火星，建立人類聚居地並永久留在那裡。整個項目預計將花費60億美元。

為了盡快登陸火星，研究人員在加快研製深空探測器和深空運輸飛船外，也在征集“火星居住方案”。

日前，NASA舉辦的3D列印火星居住方案設計大賽公布了最新進展，三隻參賽團隊在本次建模競賽中脫穎而出。來自紐約的SEArch+/Apis Cor、阿肯色州的Zopherus以及康涅狄格州的Mars Incubator三個團隊，依次獲得前三名，共同分享本階段的10萬美元獎金。

SEArch+/Apis Cor提出的火星居住方案構想來源：SEArch+/Apis Cor

獲得第一名的SEArch+/Apis Cor方案中，火星居住地被安置在一輛火星車頂部，其余模塊由宇航員通過3D列印的方式實地建造。

該設計整體外觀為，兩側呈向內凹陷的拱形結構。“就像水壩一樣。”該團隊成員表示，這樣的設計將為維持室內氣壓提供有效幫助。

該方案包括三個相對獨立的生活及研究區域，可建造兩間實驗室、四間臥室、一間溫室和一個休閑區。宇航員可以在危急情況下阻斷區域之間的聯通，或通過外部樓梯從三層結構中的任意一層撤離。

3D列印實物測試圖片來源： SEArch+/Apis Cor

這一模型獲得了本階段的3.4萬美元獎勵。在去年公布的前一階段結構建模競賽中，SEArch+/Apis Cor團隊還曾以第四名的成績獲得1.9萬美元的獎勵。

Zopherus提出的火星居住方案構想圖片來源：Zopherus

獲得第二名的為Zopherus團隊方案。該方案的設計靈感來自於生物結構，外觀及分布設計參考了蛛網結構以及動物鱗片和豆莢的排列方式。

Zopherus團隊的設計靈感來自多種生物圖片來源：Zopherus

作為整個建築的基礎，火星著陸艙將為細分模塊的建造提供一個有正常壓力的環境。

宇航員再將收集到的火星土壤帶回著陸艙，與可循環使用的熱塑性材料混合，並以此為原料，通過3D列印技術製造出居所牆壁。

考慮到火星上的溫度波動將縮短建築材料使用壽命，該方案中還包括一個可以隨太陽轉動的遮陽系統，以保護牆壁，減少裂隙產生。

方案設計中包括一個公用單元、四間臥室、一間實驗室和一個水培花園。宇航員也可根據需求進一步拓展空間。

Zopherus團隊方案在去年上一階段的競賽中名列前茅，兩輪競賽獲得的獎金已累計超過5.4萬美元。

Mars Incubator提出的火星居住構想圖片來源：Mars Incubator

與前兩支隊伍將登陸艙或火星車作為火星居住地的一部分不同，在Mars Incubator團隊的設計中，一切需要從“零”開始。

這個多模塊居住地的每個模塊外部支架，都由風化層和聚乙烯塑料製成，並用玄武岩纖維包裹，結構耐異塵餘生能力強。

按照Mars Incubator的構想，建築外壁將由多層材料構成圖片來源：Mars Incubator

整個居住地包括前廳、多用途模塊、用於植物生長的生物生成模塊，以及一個包含了實驗室、食物準備區和船員住宿的主要模塊。每個模塊通過橋梁相連，宇航員在不外出的情況下，可從一個地方移動到另一個地方。

Mars Incubator方案的整體外觀圖片來源：Mars Incubator

“火星居住地設計”比賽自2015年啟動，由NASA和布拉德利大學（Bradley University）共同組織，卡特彼勒、貝克特爾（Bechtel）等公司及機構參與讚助。

該比賽旨在尋找適用於月球及火星上的低成本居住方案。組織者希望參賽者就地取材，並對建模、材料開發以及施工可行性等方面進行考察。

比賽分為多個階段，第一階段的設計比賽已於2015年完成，獎金為5萬美元；第二階段的結構比賽於2017年結束，並向獲獎團隊頒出合計11萬美元的獎勵；第三階段建模及施工競賽目前仍在進行當中，其中建模環節已發布獎金10萬美元。勝出的三隻隊伍將於2019年5月初，角逐最終高達80萬美元的獎金。