MARSHA：一個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）的細節(jié)，MARSHA是一種3D打印的有遠見的垂直房屋。 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，并獲得近21,000美元的最高獎項。

美國國家航空航天局于2014年開始的3D打印棲息地挑戰(zhàn)計劃旨在通過推動公民發(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)，進一步推動有朝一日占領(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推進深空探測，可靠的生命支持棲息地將是必不可少的。但考慮到運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結(jié)構(gòu)是一項非同尋常的挑戰(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)實現(xiàn)。該團隊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度而聞名，它與碳纖維和凱夫拉爾相當，但生產(chǎn)起來更簡單。

據(jù)AI SpaceFactory稱，MARSHA標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)計的根本背離。相反，其設(shè)計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Mar的內(nèi)部大氣壓力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力進行了優(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的施工探測車的需求。相反，MARSHA采用垂直伸縮臂構(gòu)造，在整個3D打印過程中連接到固定流動站。

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

MARSHA的功能區(qū)域分布在四個層面，由獨特的室內(nèi)氛圍確定，鼓勵移動性并避免單調(diào)。通過上方的大天窗和間歇的窗戶，兩個外殼之間的空間充當光井，連接所有層次的漫射自然光。這個獨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)計團隊還制定了專門用于火星上3D打印的材料：玄武巖纖維增強聚乳酸（bf-PLA）。 PLA是一種強力熱塑性塑料，可回收利用，并具有現(xiàn)場制造的附加優(yōu)勢。它在塑料中具有最低的熱膨脹系數(shù) - 對于用短切玄武巖纖維實現(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)進行MARSHA項目，以進行下一級NASA現(xiàn)場3D打印人居比賽。每個團隊必須使用建筑信息模型軟件來設(shè)計一個棲息地，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打印最終級別的棲息地的1：3功能原型。

來源：3D打印智造網(wǎng)