聚合物打印的”太空棲息地“，用于探索外太空

2022年7月，南極熊獲悉，瑞士寄宿學校Institut auf dem Rosenberg的學生與丹麥設計工作室SAGA Space Architects合作，3D打印了一個23英尺高的外太空棲息地。

Rosenberg Space Habitat (RSH)由3D打印經(jīng)驗豐富的Ingersoll Machine Tools和Camozzi Group一起建造，是世界上最高的聚合物建筑之一。學生們將其用作實驗室來探索外太空的生活對健康的影響并測試先進的太空系統(tǒng)。

來自Rosenberg的Bernhard Gademann 說：“在 Rosenberg，將教育融入現(xiàn)實生活是我們工作的核心，而不是只關注單純的學術。我們的目標是讓參與者及早接觸先進的太空探索問題，讓我們的學生從協(xié)作和整體的角度來處理和解決復雜的問題。”


△Rosenberg 太空棲息地安裝在 Institut auf dem Rosenberg 的實驗性“未來公園”。圖片來自 Institut auf dem Rosenberg。

SAGA Space Architects 的月球?qū)�業(yè)知識
在SAGA Space Architects的合作幫助下，瑞士學生實現(xiàn)了建立模擬外太空生活環(huán)境的目標。SAGA Space Architects使用“Terra-Tech”為外太空部署創(chuàng)造未來主義的生活空間。通過這種方法，該公司將拓撲優(yōu)化、衍生式設計和3D打印相結(jié)合，以構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)。

迄今為止，SAGA Space Architects 已經(jīng)利用Terra-Tech建立了從辦公空間到房屋到再到外太空環(huán)境的制造。其中，“ ROSIE ”房屋，具有與 Ingersoll Machine Tools相同的3D打印外壁結(jié)構(gòu)。該公司目前正在與美國海軍合作，建造世界上最大的金屬3D打印機，未來該打印機將用于建造單體船體。

該設計工作室也是新成立的3DCP集團的一部分，3DCP集團與COBOD剛剛合作建造了丹麥第一個混凝土3D打印住宅。除了承諾在Holstebro建造這座37平方米的房子外，該公司還繼續(xù)改進如何使用3D打印來創(chuàng)建建筑，并與羅森伯格的學生合作，現(xiàn)在它已成功建成了太空棲息地。


△SAGA Space Architects 正在幫助建造丹麥第一個混凝土 3D 打印房屋。照片來自 SAGA 空間建筑師。

外太空生活的研究
在人類首次登陸月球 53 年后，RSH于2022年7月20日揭幕，RSH旨在讓下一代了解在外太空生活和工作的環(huán)境。該項目始于兩年多前，當時Rosenberg的學生幫助 SAGA Space Architects 解決了它在格陵蘭島部署的實驗性月球棲息地的問題。

受此經(jīng)驗的啟發(fā)，該團隊隨后開始為波士頓動力公司制造的機器人Spot設計了一所房子。從這些最初的概念開始，RSH這個想法發(fā)展成為現(xiàn)在一個成熟的三層研究實驗室。RSH 的外殼是在米蘭 3D 打印的，而其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是在哥本哈根與Ingersoll Machine Tools和Camozzi Group一起建造的。

據(jù)學生們說，在建筑中使用聚合物 3D 打印是“創(chuàng)新性的”，聚合物能夠提供比混凝土更多的功能。RSH團隊還在材料中使用了紫外線穩(wěn)定劑。他們發(fā)現(xiàn)這樣可以使原料靈活、耐用和可回收，從而使他們能夠?qū)⑵浞纸獠⒃谛枰獣r重新打印。

該建筑可同時容納兩名人員，該結(jié)構(gòu)將作為一個研究中心，學生可以在這里沉浸式學習，培養(yǎng)創(chuàng)造性解決問題的技能。在其三層樓中，第一層包括衛(wèi)生、實驗室研究和與ABB機器人等設施。第二層和第三層用于其他工作、娛樂活動和睡眠。 在測試方面，RSH預計將進行探索人類生活的實驗以及專注于開發(fā)軟件和硬件的實驗，例如遠程任務控制系統(tǒng)。該設施還將開展遠程生活環(huán)境中的感官刺激研究，并使用自動化機電一體化和人工智能深度學習程序等先進技術。

SAGA Space Architects 創(chuàng)始人 Sebastian Frederiksen 說：“羅森伯格太空棲息地是模擬太空棲息地中最先進的。因為這是世界上最高的 3D 打印塑料‘房子’。居住地已經(jīng)建好了，下面就要開始研究和教育，希望我們能學到很多關于在月球上生活的知識。”

使用月球風化層建造居住地

●Rosenberg團隊的項目已經(jīng)使用3D打印聚合物建造了一個太空居住地，但其他地方的研究通常集中在使用月球風化層來建造這樣的結(jié)構(gòu)。新南威爾士大學的工程師正在與Luyten合作，加速Platypus Galacticas的研發(fā)，這是一種龍門式 3D 打印機，能夠從月球土壤中建造結(jié)構(gòu)。


△Luyten 的 Platypus Galacticas 月球 3D 打印機效果圖。圖片來自 Luyten。

●另一方面，來自不倫瑞克工業(yè)大學和漢諾威激光中心(LZH) 的科學家們首次在零重力下進行了 3D 打印的月球風化層。作為實驗性 MOONRISE 項目的一部分，該團隊在他們的“MIRA3D”月球車上安裝了一個定制的激光器，然后用它將月塵熔化成形狀。


△該團隊的 MOONRISE 激光器可以安裝在月球車上，以便在月球上制造長期結(jié)構(gòu)。圖片來自 LZH。

●最近，美國宇航局肯尼迪航天中心和AI SpaceFactory還公布了3D 打印的“LINA”月球前哨設計。該設施旨在由風化層-聚合物復合材料建造，旨在作為一個持久的結(jié)構(gòu)，能夠支持長期居住和未來前往其他星球的旅行。


△3D 打印的 LINA 月球前哨站渲染圖。圖片來自 AI SpaceFactory。