王雅靜

2020年2月初，備受關(guān)注的月球村項目迎來新進展。SOM建筑設(shè)計事務(wù)所與歐洲航天局（ESA）正式簽署合作備忘錄，以進一步發(fā)展對月球村項目的研究，建立月球表面首次永久居住的理念架構(gòu)。另一方面，新簽署的協(xié)議將更集中地研究開發(fā)棲息地居住模塊。一旦完成，他們會公開研究成果，以激勵更多“在月球和火星表面長期、可持續(xù)地探索相關(guān)的技術(shù)發(fā)展”。

月球村是一個多方、開放的概念，致力于讓月球成為開展真正的全球性合作的場所。實際上，關(guān)于打造宇宙空間人類棲息地的研究一直都沒有停止過。很多建筑設(shè)計師早已將目光投向了其他行星和宇宙空間，他們希望打造適合人類居住的宇宙空間，延續(xù)人類活動。這不是一次“征服”或者“重返”，而是一次“前往”與“延續(xù)”。社區(qū)計劃位于靠近月球南極的Shackleton Crater居

1.歐洲航天局公布人類首個月球基地計劃藍圖

2.3.月球村居住模塊需要永久性膨脹充氣艙，以容納更多的居民

月球村計劃

1969年，北京時間7月21日凌晨4時17分39秒，經(jīng)過12分鐘的動力下降，阿波羅11號登月艙“鷹號”終于帶著兩名宇航員成功著陸于遠在地球38萬公里之外的月球表面，著陸地是在月球正面的靜?；?。在阿波羅11號著陸6個半小時之后，尼爾·阿姆斯特朗走出登月艙，開始走下梯子。4分鐘后，阿姆斯特朗將人類的第一個腳印留在月球。

“這是個人的一小步，卻是人類的一大步?！?/p>

51年后，提及那次登月行動，所有人仍然心懷激動。可以說，這一步是人類拓展認知的一大步。自從人類打開了通往月球的通道，不斷輸送的月球探測器將月球的神秘面紗逐漸揭開，那顆地球唯一的衛(wèi)星似乎在向所有人招手。當(dāng)然，人類的腳步不止于此，打造一座月球棲息地成為了研究人員愈加強烈的愿望。

據(jù)英國《每日郵報》網(wǎng)站報道，2016年，歐洲航天局（ ESA）的負責(zé)人約翰一迪特里希·韋爾納公布國際“月球村”的想法，這個計劃將聯(lián)合全世界航天國家的力量。他所描述的月球村類似一種合作營地，只不過是建設(shè)在月球的表面。各個國家、企業(yè)、大學(xué)、非營利性組織和個人都可以派遣人員和機器人前往月球，在那里開展各種科學(xué)性的、探索性的甚至商業(yè)性的項目。

為了表明月球村的國際性和合作性，該項目并不屬于ESA，而是交給了月球村協(xié)會（ Moon Village Association），這是一家位于奧地利維也納的非政府組織。任何組織或個人都可以加入這個協(xié)會。

2019年，SOM事務(wù)所與歐洲航天局（ESA）和麻省理工學(xué)院（MIT）共同合作，設(shè)計月球村項目，打造第一個月球表面的人類定居點。ESA總干事Johann-Dietrich Wrner說：“ESA與像SOM這樣的全球化公司之間的合作，很好地體現(xiàn)了月球村這一概念的精神實質(zhì)：私密與公共、空間與非空間的實體之間的聯(lián)合，將使我們以包容而可持續(xù)的方式登上月球?！?/p>

這個項目于2019年4月9日正式公布，月球村符合ESA未來的勘探計劃，以及美國宇航局的“戰(zhàn)略計劃”，旨在“讓人們在太空中進行可持續(xù)的生存”。整個設(shè)計的目標是解決一系列復(fù)雜的小行星居住問題，如何實現(xiàn)自給自足以及充分利用自然資源是主要的設(shè)計難題。

“我們與ESA的合作是解決業(yè)內(nèi)最復(fù)雜問題的一種新方法，我們很高興能來慶祝這一里程碑，它也將把我們的合作推向新的高度。我們共同創(chuàng)造了一種新型的建筑。在一個直到今天仍被認為無法居住的地方，我們創(chuàng)造了一種可能延續(xù)人類活動的建筑?！盨OM設(shè)計合作者Colin Koop如是說。

TIPS SOM建筑設(shè)計事務(wù)所

成立于1936年的美國SOM建筑設(shè)計事務(wù)所是世界頂級設(shè)計事務(wù)所之一。事務(wù)所由路易斯·斯基德莫爾和納撒尼爾·奧因斯于1936年在芝加哥創(chuàng)立，1939年后約翰·梅里爾加入。1937年他們在紐約州紐約成立第一家分公司。工作領(lǐng)域涉及建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)及土木工程、機械及電氣工程、工程設(shè)計、城市設(shè)計和規(guī)劃、室內(nèi)設(shè)計、環(huán)境美術(shù)、戰(zhàn)略研究、項目管理和古跡維護等方面。SOM在建筑技術(shù)與設(shè)計品質(zhì)方面的貢獻是20世紀世界建筑領(lǐng)域中最重要的成就之一。公司一直站在世界建筑設(shè)計和建筑工程業(yè)的最前沿，1961年和1996年兩次獲得美國建筑協(xié)會頒發(fā)的建筑公司最高榮譽獎。自成立以來，它已經(jīng)在50多個國家完成了1萬多個設(shè)計項目，包括辦公大樓、銀行和金融機構(gòu)、政府建筑、醫(yī)療機構(gòu)、宗教建筑、機場等。

歐洲航天局（ESA，簡稱歐空局）

歐洲航天局成立于1975年，是一個致力于探索太空的政府間組織，擁有22個成員國，總部設(shè)在法國巴黎。歐洲航天局的太空飛行計劃包括載人航天（主要通過參與國際空間站計劃）。

發(fā)射和運行其他行星和月球的無人探測任務(wù)地球觀察，科學(xué)和通信;設(shè)計運載火箭;保持主要的航天發(fā)射場，法屬圭亞那庫魯?shù)墓鐏喣呛教熘行摹?019年9月2日，歐航局“風(fēng)神”氣象衛(wèi)星與太空探索技術(shù)公司“星鏈44”衛(wèi)星險碰撞。歐洲航天局對一顆所屬衛(wèi)星采取緊急變軌操作.避免了一場可能發(fā)生的“太空交通事故”。

月球村建筑模型

既然在月球的環(huán)境下設(shè)立月球村，選址非常重要。2019年，SOM建筑事務(wù)所公布了一個永久性的月球村的方案，方案中包含了對月球周邊環(huán)境以及對月球村項目的詳細介紹。月球村位于Shackleton Crater隕石坑的邊緣，靠近月球的南極，可全年接收連續(xù)的日光?；A(chǔ)設(shè)施和居住建筑將會用來收集日光，以供能源使用。

月球村內(nèi)的建筑安排在定居點內(nèi)靠近火山口的供水區(qū)域，并且有彼此相連的交通系統(tǒng)。除此之外，通信塔將放置在月球的最高脊上。月球上關(guān)鍵的資源是水，水資源以冰的形式分布在月球南極的洼地附近。在月球村，這些水資源將會被提取以產(chǎn)生可呼吸的空氣，以及作為運輸和支持工業(yè)活動的火箭燃料。

由于這些條件，該棲息地將能夠利用能量，并建立所需的生命保障系統(tǒng)，以及原地資源利用（ ISRU）實驗，可通過月球的自然資源產(chǎn)生有用的元素。此外，還可以提取水冰沉積物，來產(chǎn)生可呼吸的空氣和用于運輸和工業(yè)活動的火箭推進劑。

方案中介紹的月球村是由一系列充氣加壓艙組成，可容納工作空間、居住空間、環(huán)境控制和生命支持系統(tǒng)。建筑在三層到四層之間，模塊可以充氣和擴展，確保未來對于生存空間增長式需求。每個建筑模塊都裝在保護殼內(nèi)，使其能抵抗極端溫度、拋射物、灰塵和太陽輻射。

在具體的居住模塊問題上，就設(shè)計而言，三組豎向的剛性框架結(jié)構(gòu)、一個可充氣的殼體結(jié)構(gòu)，共同組成這個混合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，創(chuàng)造了開放而自由的內(nèi)部空間。每個模塊可容納4至6人，具有四個加壓檔位。這些居所將被分組，然后相連成簇，以提高動力。

“月球村必須能夠在不適宜的環(huán)境支持人類的生活。”Koop說，“我們必須考慮那些從未為人所考慮的問題，如防輻射設(shè)施、氣壓低、呼吸困難等等?！?/p>

這個跨學(xué)科團隊利用了他們的項目經(jīng)驗。作為總體規(guī)劃師，SOM事務(wù)所負責(zé)監(jiān)督建筑、工程、城市規(guī)劃和可持續(xù)設(shè)計。ESA提供了歐洲宇航員中心和歐洲空間研究與技術(shù)中心的專業(yè)知識，麻省理工學(xué)院則參與航空航天工程部分。

1.月球村建筑模型

2.3.三組豎向的剛性框架結(jié)構(gòu)和一個可充氣的殼體結(jié)構(gòu)，共同組成這個混合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，創(chuàng)造了開放而自由的內(nèi)部空間

月球居住 Moontopia月亮烏托邦

關(guān)于打造宇宙空間人類棲息地的研究一直沒有停止過。在這些除地球之外的星球上，開拓居住空間、延續(xù)人類活動的建筑，將空間與非空間實體連接，讓人類以一種可持續(xù)的方式登陸到其他星球生活。

2017年，英國福斯特建筑事務(wù)所公布了一項關(guān)于天文體3D打印建筑的提案。一年后，Eleven雜志網(wǎng)站發(fā)布的第一個國際理念和空間建筑設(shè)計競賽：“Moontopia月亮烏托邦”，邀請了來自世界各地的思想家、建筑師、設(shè)計師、藝術(shù)家、學(xué)者和遠見者，來為“月亮烏托邦”提供一個創(chuàng)造性的解決方案，實現(xiàn)一個能夠生活、工作、研究甚至容納旅游路線的自給自足的月球殖民地。以下是兩個在這次比賽中的設(shè)計方案。

第一個設(shè)計方案是由“俄羅斯套娃”為靈感而設(shè)計的月球?qū)嶒灮兀↙unar Test Lab），這個實驗基地是對月球生活和空間探索的未來設(shè)想。設(shè)計概念非常簡單：人口逐漸移民到月球?qū)⒃趲啄甑臅r間中慢慢發(fā)生，從一開始簡化而單一的滿足一批批宇航員居住與研究的需求，轉(zhuǎn)向逐漸滿足更多的人的使用需求。

它將在太空中提供能夠種植果蔬等植物的場地，并嘗試3D和4D打印，讓人們在這種全新的環(huán)境中生存。最關(guān)鍵的是，專業(yè)的宇航員將與那些對外太空充滿熱情的旅客攜手合作，努力尋找全新的且具有吸引力的生活方式，來疏解拯救日益艱巨的地球環(huán)境。

月球試點實驗基地的居住地是一個類似于豆莢的艙體，它涵蓋私人宿舍、公共房間、溫室，以及實驗室和維持月球生命的必要操作間。在“豆莢艙體”和最外層的保護膜之間是介于可居住和不可居住空間之間的保護性“灰空間”。

它的最重要的結(jié)構(gòu)是外保護膜，基于簡單的折紙原理，可以由3D打印并且在現(xiàn)場自行組裝。這是一種通過感知太陽風(fēng)的壓力變化而不斷塑形的編程化的碳纖維材料，也具備再生水和氧氣的能力，這是項目的關(guān)鍵點。月球表面的太陽風(fēng)包含一定的氫原子，這些氫原子可以被外殼捕獲、儲存并轉(zhuǎn)化為有用的氧原子，從而有助于維持居住地的生命。

第二個設(shè)計的名稱為“月亮之眼”。月球表面布滿了成千上萬的、直徑從幾公里到幾百公里不等的隕石坑，這些隕石坑為太空建筑提供了天然的基地，特別是靠近南極的隕石坑，能幾乎不間斷地接收太陽輻射，并且在地表上溫度波動很小?？茖W(xué)家還認為，南極的一些隕石坑中甚至存在水，這對月球的定居至關(guān)重要。

每個拋物線形狀的火山口的保護層都可作為觀察浩瀚宇宙的望遠鏡，因為它們不會像大氣層中受到衍射的限制，這些望遠鏡可以達到前所未有的角度及分辨率。

但由于月球容易遭到小行星的碰撞，我們需要尋找一些太空掩體發(fā)散的激光束改變這些小行星的路徑，使它們避開月球上的建筑物。激光束的功率來自于儲存著的太陽能或大型小行星的核能。

穹頂覆蓋著的隕石坑，將作為人類居住的月球基地。足夠大的火山口可以容納為數(shù)較多的建筑群，這些建筑將位于月表之下，模擬地球上的生態(tài)環(huán)境，同時在圓頂下方會有第二個投影層。

基于此，此設(shè)計方案是創(chuàng)建一個“月表城市烏托邦”，這將是人類從未體驗過的生活方式。

通過分析城市規(guī)劃的功能和需要，在建筑環(huán)境和人類行為之間建立聯(lián)系;通過劃分和繪制不同規(guī)模的生活區(qū)域，將靈活地為使用人群帶來便利。

豐富的城市景觀通過月球表面的隕石坑折射出來，宛如一個地表下的彩虹花園。利用火山口內(nèi)的凹形空間和圓形穹頂，在月球上創(chuàng)造一種“穹頂之下”的生活方式。環(huán)形管道的輸入和輸出，水平和垂直的交通組織，連接著所有的建筑。居住者透過“月亮之眼”能仰望星空，同時也能“腳踏實地”感受月球的心跳。

火星居住 合理取材 打造火星居住群

除了月球上的項目之外，其他設(shè)計師早已將目光投向了其他行星和宇宙空間。近期，據(jù)TechCrunch報道，美國宇航局選擇總部位于休斯敦的Axiom Space建立國際空間站（ISS）的第一個商業(yè)居住艙。該模塊將用作未來商業(yè)太空飛行任務(wù)、房屋實驗、技術(shù)開發(fā)的目的地，并由商業(yè)太空旅行者通過諸如SpaceX CrewDragon和Boeing Starliner等人類額定航天器乘坐飛機前往ISS進行更多操作定期的運營服務(wù)。

這個由設(shè)計鬼才Philippe Starck設(shè)計的世界首個商業(yè)空間站居住模塊被形象地比喻為“一個雞蛋”。它具有柔軟的墻壁，與人體在零重力下的運動完美協(xié)調(diào)。這樣的設(shè)計靈感之初是希望給人們產(chǎn)生回到母體子宮的感覺，這樣的環(huán)境可以讓身處空間站的人感到舒適、安全。

除此之外，空間站中每一個私人小屋的絨面質(zhì)地墻壁上都點綴著數(shù)百個納米LED燈，它們根據(jù)時間以及空間站距離地球的相關(guān)位置而改變顏色。天窗則設(shè)計為一個大型長方形金頂窗，帶有圓角，可以觀看到地球的景象。未來，空間站希望將空間旅行變成平民化的休閑項目。

早在2015年，NASA就舉辦了一場利用3D打印技術(shù)建造火星基地的比賽，進入復(fù)選階段的作品一共有30份。這次設(shè)計比賽要求機器人能夠利用3D打印技術(shù)，就地取材作為建筑原料建造火星居所。這些設(shè)計模型利用合理的想象打造建筑，將未來定居火星的建筑一一鋪展在眼前。

利用3D打印技術(shù)建造火星基地的設(shè)計模型

火星穹頂（The Martian Vault）

設(shè)計者：Tomasz Dzieduszynski

在地球上，類似意大利“萬神廟”這樣擁有穹頂?shù)慕ㄖ梢砸倭⑶?，?jīng)受住時間的考驗。設(shè)計者Dzieduszynski希望其的“火星穹頂（The Martian Vault）”方案能夠在火星嚴酷的環(huán)境下同樣經(jīng)久耐用。方案里，“火星穹頂”可以使用一個充氣式腳手架來引導(dǎo)3D打印機器人工作，機器人將利用火星沙土沉積為水泥建造居所。蜂窩形的保溫層是為了屏蔽輻射和阻擋小隕石。

待一會（Staye A While）

設(shè)計者：Team Staye

這個螺旋式地下結(jié)構(gòu)設(shè)想建造在火星赤道附近的地下，火星赤道附近地表以下?lián)碛写罅勘獾乃Y源。建造過程中挖掘的冰可供飲用，將居所建在地下可以屏蔽宇宙射線，也可以很好地保溫。

熔巖蜂巢（ LavaHive）

設(shè)計者：Team LavaHive

這個團隊希望利用充氣式居住模塊建造火星上的居所，這樣在抵達火星前可以將它們放氣存起來，節(jié)省飛船空間，等到抵達火星后再充氣展開，但是他們后續(xù)還需要利用火星沙土建造連接這些充氣式模塊的通道。

火星阿皮亞（Marsapia）

設(shè)計者：Mars Terrain Intelligence Collaborative

火星沙土里擁有兩項寶貴的資源：鐵和硅，設(shè)計小組希望從火星土壤中分離出這兩種元素來建造一個球形結(jié)構(gòu)的居所。這是一個由鐵格子結(jié)構(gòu)與像花崗巖一樣硬的玻璃組成的居所，它可以保護火星居民阻擋輻射、小隕石和火星表面的沙塵暴。

冰屋（Ice House）

設(shè)計者：SEArch/Clouds Architecture Office

不像其他團隊使用土壤作為建筑材料，這個團隊使用的是冰?；鹦潜睒O的冰帽與凍土下有大量的水冰，他們提議使用一種特殊的3D打印過程，利用冰來建造宇航員在火星北極的居所，水冰可以很好地吸收輻射保護宇航員。2008年鳳凰號著陸火星北極時正值火星北半球夏季，在鳳凰號任務(wù)期間測得火星北極地區(qū)最高溫度-19.6℃，而最低是-97.70℃。

軟體動物（Mollusca L5）

設(shè)計者：LeeLabs

這個方案可能看起來不討人喜歡，但卻是一個非?？岬脑O(shè)計。它將充氣式居住模塊包裹在玻璃穹頂結(jié)構(gòu)中，玻璃結(jié)構(gòu)利用火星本地材料3D打印而成，這相當(dāng)于宇航員可以在火星擁有院子。

甜甜圈（Donut House Mk.Ⅰ）

設(shè)計者：A.R.C.H.

這個像甜甜圈的房子由加了纖維的玄武巖黏土建造而成。環(huán)形的設(shè)計允許將居所分割成獨立的艙段，如果其中一部分被隕石砸壞，其他部分仍然可以為宇航員提供居所。

迷宮（Labyrinth）

設(shè)計者：Rustem Baishev

這是為將來火星成為游客眾多的熱門旅行目的地設(shè)計的，它的迷宮般外形可以無限制地擴大。Labyrinth方案可以無限制地擴大建造規(guī)模，它將利用核動力工作，將火星沙土與一種黏合劑混合后，機器一邊向前移動，一邊將合成的建材像牙膏一樣擠出成型。