そもそも宇宙建築って何?–月面に「快適な住宅」をつくる構(gòu)想を解説(原文鏈接)
淺聊在月球上蓋房的構(gòu)想(日文翻譯)
原文:
そもそも宇宙建築とは
宇宙建築と聞くと挪蹭、多くの人はSF映畫に出てくる宇宙基地などを想像するのではないでしょうか军掂。しかし跪腹、宇宙建築の実現(xiàn)はそう遠(yuǎn)い未來の話ではなく、現(xiàn)実味を帯びつつあります。既に世界各地で研究や開発が行われています网棍。
そもそも师骗、宇宙建築とは历等、地球圏外に建設(shè)される人間が暮らすための構(gòu)造物のことです。大きく3種類の構(gòu)想が進(jìn)んでおり辟癌、1つ目は國際宇宙ステーション(ISS)のような宇宙空間に浮かぶ構(gòu)造物募闲、2つ目は月面の建築、3つ目は火星の建築です愿待。本記事では浩螺、特に研究が進(jìn)んでいる月を設(shè)計対象地とした計畫について紹介します。
翻譯:
宇宙建筑是什么
一聽到宇宙建筑仍侥,很多人會聯(lián)想到科幻電影中的太空基地要出。但是,宇宙建筑已不是太遙遠(yuǎn)的事情农渊,它正逐漸變得有現(xiàn)實意義患蹂,當(dāng)今世界各地正進(jìn)行著相關(guān)的研發(fā)。
宇宙建筑指的是在地球圈外建造供人類居住的建筑物砸紊。目前在進(jìn)展中的有3種類型传于,第1種是像國際宇宙空間站(ISS)那樣浮在宇宙空間中的建造物,第2種是月球表面的建筑醉顽,第3種則是在火星上的建筑沼溜。在本文中,專門對以月球為設(shè)計對象的研究計劃進(jìn)行介紹游添。
原文:
「月面住宅」を3Dプリンターで建設(shè)する米ICONの構(gòu)想
「Project Olympus」は系草、3Dプリンティング技術(shù)を用いて月面住宅を建設(shè)する計畫です通熄。大型の3Dプリンターと電源の太陽光パネルのみで、建物を施工できます找都。
Project Olympusは唇辨、米國のベンチャー企業(yè)ICONが主導(dǎo)し、NASAから資金援助を受けています能耻。ICONは2017年の創(chuàng)業(yè)で赏枚、3Dプリンターを用いた建設(shè)技術(shù)を開発しています。2018年には米國初の3Dプリンター技術(shù)による住宅建築の許可を取得し晓猛、実際に住宅の建設(shè)に成功した実績もあります嗡贺。
このプロジェクトでは、構(gòu)造材として月の表面を覆う砂(レゴリス)が採用されています鞍帝。ICONは诫睬、レゴリスにほとんど何も加えず、マイクロ波やレーザー帕涌、赤外光などを使ってレゴリスの狀態(tài)を変化させ摄凡、3Dプリンティングの材料にする方法を研究しています。
しかしなぜ蚓曼、地球上に存在せず検討することが難しい月のレゴリスを亲澡、材料として使おうとしているのでしょうか。それは纫版、宇宙建築の材料は現(xiàn)地調(diào)達(dá)することが望ましいからです床绪。
材料を調(diào)達(dá)する方法は「地球から持っていく」「現(xiàn)地で調(diào)達(dá)する」の2択ですが、地球から持っていく場合はロケットを何度も打ち上げる必要があり其弊、莫大なコストがかかります癞己。そのため、現(xiàn)地調(diào)達(dá)できる材料で設(shè)計する必要があるのです梭伐。
また痹雅、地球の一般的な建物の設(shè)計では、初めに用途やコンセプトから大枠を設(shè)計することが主流です糊识。そのため绩社、初めから詳細(xì)に材料を決定するという設(shè)計プロセスの違いは、地球上の建築と宇宙建築の大きな違いかもしれません赂苗。
宇宙建築の材料は愉耙、宇宙で構(gòu)造物として成立可能で、さらに激しい溫度差や有害な放射線などから人間を守る能力が求められます拌滋。Project Olympusでは朴沿、月面における熱や放射線、隕石から人間を守れる堅牢な建築にするため鸠真、構(gòu)造材としてレゴリスが採用されました悯仙。
さらに、材料選定時には吠卷、組み立て方法(人間 / 機(jī)械)などの锡垄、施工性も考慮する必要があります。地球上で一般的な構(gòu)法(木造祭隔、鉄骨造货岭、鉄筋コンクリート造など)を利用できれば、多くの技術(shù)的知見を生かせそうですが疾渴、そう簡単にはいかないようです千贯。そこで、前述の3Dプリンティング技術(shù)が採用されたようです搞坝。
一方搔谴、宇宙で実現(xiàn)可能な構(gòu)法を、地球にも適用することは可能であると考えられます桩撮。今後3Dプリンティング技術(shù)以外にも宇宙建築において新しい構(gòu)法が考案され敦第、地球上の建築もより面白くなっていくかもしれません。
月面などにおける宇宙建築の実現(xiàn)が早まることだけでなく店量、建築全體の技術(shù)的?意匠的なレベルが上がることも芜果、建築業(yè)界が積極的に宇宙分野へ參入することの重要な意義であると感じます。
翻譯:
美國ICON公司構(gòu)想用3D打印技術(shù)打造“月球房屋”
“奧林巴斯項目”(project olympus)利用3D打印技術(shù)建造月球房屋融师,計劃只需要大型3d打印機(jī)和太陽能電池板就可以進(jìn)行施工右钾。
“奧林巴斯項目”由美國風(fēng)創(chuàng)公司ICON主導(dǎo),并得到了NASA的資金援助旱爆。ICON公司于2017年創(chuàng)業(yè)舀射,開發(fā)了基于3D打印的建筑技術(shù)。2018年怀伦,該公司獲得了美國首個3D打印住宅建造許可后控,在建造實體房屋方面取得了成功。
該項目采用覆蓋月球表面的沙子——月壤(legolis)作為結(jié)構(gòu)材料空镜。ICON幾乎不給月壤添加其他物質(zhì)浩淘,而是使用微波、激光吴攒、紅外光等方式改變它的性狀张抄,研究將其作為3d打印材料的方法。
為什么要把地球上沒有又難以研究的月壤作為材料來使用呢洼怔?這是因為建筑材料的獲取方式最好是就地取材署惯。
因為建筑材料的獲取方法只有“從地球運輸”和“就地取材”兩種選擇,如果選擇從地球運輸镣隶,就需要多次發(fā)射火箭使得成本極其高昂极谊,所以就地取材就成為了不二選擇诡右。
還有,在地球上設(shè)計一般建筑物轻猖,最開始通過用途和概念來決定框架的方案是主流做法帆吻。而一開始就詳細(xì)決定建筑材料的設(shè)計方案,應(yīng)是地球建筑和宇宙建筑設(shè)計中最大的不同咙边。
宇宙建筑的材料猜煮,不僅要有能在宇宙中構(gòu)建房屋的能力,還要求有對劇烈溫差和有害放射線下保護(hù)人類的能力败许⊥醮“奧林巴斯項目”為了建造堅固的建筑,從而保護(hù)人類不受月球表面的熱輻射市殷、放射線以及隕石等的傷害愕撰,采用了月壤作為結(jié)構(gòu)材料。
此外醋寝,在選擇材料時還得考慮到裝配方法(人/機(jī)器)方面的施工性能盟戏。如果能利用到地球上的構(gòu)造法(木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)甥桂、鋼筋混凝土等)柿究,通過現(xiàn)有的成熟技術(shù)來施工會更好,但在宇宙中實際情況遠(yuǎn)非如此簡單黄选。所以采用了前面提到的3D打印技術(shù)蝇摸。
話又說回來,在宇宙中能夠?qū)崿F(xiàn)的建筑構(gòu)造方法办陷,也有可能重新用于地球貌夕。所以今后3D打印技術(shù)不光能在宇宙建筑上大放光彩,地球上的建筑也一定會受其影響變得更加有趣民镜。
因此啡专,要是早日能實現(xiàn)在月球表面構(gòu)建太空建筑的夢想,不僅能提高建筑行業(yè)整體的技術(shù)制圈、設(shè)計水平们童,還有著推動建筑業(yè)積極參與到宇宙領(lǐng)域的重要意義。
原文:
ROSENBERG SPACE HABITAT:快適な居住環(huán)境を追求
上記とは別に鲸鹦、自然科學(xué)だけでなく心理學(xué)などの視點から多角的に住環(huán)境を検討し慧库、人間が快適に居住できる月面住宅「ROSENBERG SPACE HABITAT」の構(gòu)想もあります。
デンマークのSAGA Space Architects(SAGA)が開発した同住宅は馋嗜、高さ約7m齐板、2.5階建ての月面住居のプロトタイプとして設(shè)計され、SpaceX社の宇宙船Starshipの中に納まるサイズとなっています。
この建築は甘磨、閉鎖的で単調(diào)な月面空間における快適性に著目して設(shè)計されています橡羞。ISSは、人間が生活できる最低限の環(huán)境は保持されていますが济舆、快適とは言い難い環(huán)境です卿泽。そもそも、限られた資源の宇宙空間で人間が生活できるようにするだけでも高度な技術(shù)が必要であり吗冤、居住空間の快適性まで検討して設(shè)計されていませんでした又厉。
しかし近年九府、宇宙で人間が滯在できる環(huán)境に対する考え方は椎瘟、「最低限生活可能な環(huán)境」から「快適に感じる環(huán)境」の実現(xiàn)にシフトしています。SAGAは侄旬、長期間の生活が前提となる月面の建築においては肺蔚、心身の健康を損ねない快適な環(huán)境が必要であると考え、同住宅を設(shè)計しました儡羔。
翻譯:
羅森博格太空居所:追求舒適的居住環(huán)境
除了從自然科學(xué)的角度考慮外宣羊,還有從心理學(xué)等其他角度綜合分析人類在太空的居住環(huán)境,因此構(gòu)想了人類能舒適地生活的月球居住地——“羅森博格太空居所”(ROSENBERG SPACE HABITAT)汰蜘。
“羅森博格太空居所”由丹麥的SAGA Space Architects (SAGA)公司開發(fā)仇冯,按照高約7m、2.5層的月面住宅的原型設(shè)計族操,尺寸足以容納SpaceX公司的宇宙飛船Starship苛坚。
該建筑是著眼于封閉單調(diào)的月面空間而提升舒適性所設(shè)計的。國際空間站的設(shè)計是保持人類能夠最低限度生存的環(huán)境色难,但很難說是個舒適的環(huán)境泼舱。本來人類要在資源有限的宇宙空間中生活就需要很高的技術(shù),所以在設(shè)計時并沒有考慮到居住空間的舒適性枷莉。
但是近年來娇昙,對于宇宙空間中人類所處的環(huán)境,從“最低限度的生存環(huán)境”開始向“感到舒適的生活空間”轉(zhuǎn)變笤妙。SAGA考慮到以長期生活為前提的月球居住地冒掌,需要建立一個有益于身心健康的舒適環(huán)境。
原文:
無機(jī)質(zhì)な閉鎖的空間で孤立狀態(tài)になることは心に大きなストレスを與えることから蹲盘、ROSENBERG SPACE HABITATは2名の居住想定で宋渔、內(nèi)部空間は居住者が適度な刺激を得られ、體內(nèi)時計を維持できるように工夫されています辜限。
最上階の2.5階は皇拣、柔らかいテキスタイルで壁面と天井が覆われた就寢キャビンです。その下の2階はリビングスペースで、建築內(nèi)の全機(jī)能を制御できるダッシュボードや折りたたみ式テーブル氧急、ワークスペース颗胡、収納などが備え付けられています。
1階にはエアロック式の部屋があり吩坝、中にトイレやシャワーがあります毒姨。階の移動は、備え付けられたはしごを使って行います钉寝。
また弧呐、この建築では、月面で狂ってしまう考えられる體內(nèi)時計を調(diào)整する設(shè)計を取り入れています嵌纲。人間の體內(nèi)時計はおよそ25時間ですが俘枫、地球上では太陽光を浴びると24時間にリセットされます。
しかし逮走、月と地球では鸠蚪、晝夜の周期が大きく異なります。月の1日(太陽が昇って沈み师溅、次にまた昇るまでの時間)は地球上で約27日です茅信。月では、地球の2週間のあいだ晝間が続き墓臭、その後2週間夜が続きます蘸鲸。これが、月で體內(nèi)時計が狂ってしまう要因です窿锉。
月で體內(nèi)時計を維持するために酌摇、ROSENBERGには、地球上と同じ周期で自然光を再現(xiàn)したサーカディアン照明が導(dǎo)入されました榆综。サーカディアン照明の有効性について妙痹、SAGAは2020年にROSENBERGのもととなったLUNARKという建築実験で確認(rèn)したといいます。
LUNARKの実験では鼻疮、-30℃にもなるグリーンランド北部を月に似た過酷環(huán)境として実験場所に選定し怯伊、実際にLUNARKを設(shè)置して2名の設(shè)計者が60日間滯在しました。建築內(nèi)に設(shè)置されたサーカディアン照明で夜明け判沟、日の出耿芹、晝光、夕焼けなど様々な自然光のパターンを再現(xiàn)した結(jié)果挪哄、正常な睡眠ホルモンの分泌が確認(rèn)され吧秕、自然な睡眠サイクルの確保に成功しました。
翻譯:
一個人在無機(jī)質(zhì)的封閉空間中處于孤立狀態(tài)會給心靈帶來巨大的壓力迹炼,所以“羅森博格太空居所”設(shè)想至少有兩個人共同居住砸彬,內(nèi)部空間的設(shè)計是為了讓居住者得到適度的心理刺激颠毙,以維持自身的生物鐘。
最上層的2.5樓砂碉,是用柔軟的紡織品覆蓋了墻面和天花板的寢室蛀蜜。2樓則是生活空間,配備了可以操控建筑內(nèi)各項功能的面板增蹭、折疊式桌子滴某、工作區(qū)以及收納空間等。
1樓設(shè)置了氣閘室滋迈,里面包含廁所和淋浴間霎奢。樓層間的移動采用連接的梯子進(jìn)行。
此外饼灿,“羅森博格太空居所”的設(shè)計亮點在于能夠自動調(diào)整在月球表面居住者被打亂的生物鐘幕侠。科學(xué)表明人的生理時鐘約有25小時赔退,在地球上由于受到太陽光的照射橙依,會自動重置為24小時证舟。
但是硕旗,月球和地球的晝夜期大不相同。月球上的1天(太陽從升起到落下女责,然后到再次升起的時間)約等于是地球上的27天漆枚。也就是說在月球上,持續(xù)兩周的白天后又是兩周的夜晚抵知。這就是月球上生物鐘紊亂的主要原因墙基。
為了在月球上維持生物鐘,“羅森博格太空居所”再現(xiàn)了與地球上相同周期自然光的晝夜照明系統(tǒng)刷喜。SAGA公司在2020年主持的月球建筑實驗中確認(rèn)了該照明系統(tǒng)的有效性残制。
在這項月球建筑實驗中,將零下30攝氏度的格陵蘭北部作為與月球相似的嚴(yán)酷環(huán)境選定為實驗場所掖疮,并由2名設(shè)計者在里面居住了60天初茶。通過建筑內(nèi)設(shè)置的晝夜照明燈,再現(xiàn)了黎明浊闪、日出恼布、午后、晚霞等各種自然光搁宾,保持了居住者正常的睡眠激素分泌折汞,成功確保了自然的睡眠周期。
原文:
このように盖腿、宇宙建築の設(shè)計では爽待、地球での當(dāng)たり前を適用することができず、人間が健康に生きるために必要なことについて考える必要があります。特に照明や空調(diào)などの建築設(shè)備に著目すると鸟款、改めて「人間にとって快適な環(huán)境とは何か」を考えさせられます揖庄。宇宙の視點で人間の快適性を見つめ直すことにより、宇宙のみならず欠雌、地球上の建築環(huán)境も向上させることに繋がるでしょう蹄梢。
翻譯:
綜上所述,在宇宙建筑的設(shè)計中不能套用地球上的常識富俄,而必須思考為了人類健康生活所必需的東西禁炒。特別是要關(guān)注照明和空調(diào)等生活設(shè)備,想清楚“對人類來說舒適的環(huán)境是什么”這個命題霍比。從宇宙空間的視角重新審視居住的舒適性幕袱,不僅對于宇宙,地球上的建筑環(huán)境也會得到進(jìn)一步改善悠瞬。