世界許多最高摩天大樓的發(fā)起人，著名的建筑公司Skidmore，Owings和Merrill都在致力于更具挑戰(zhàn)性的設(shè)計(jì)：未來(lái)月亮村的棲息地。ESA專家在原子能機(jī)構(gòu)任務(wù)評(píng)估并行設(shè)計(jì)設(shè)施中對(duì)他們的建議進(jìn)行了嚴(yán)格審查。

審查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了各種問(wèn)題，但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)障礙物，這意味著類似公司創(chuàng)新的四人半充氣結(jié)構(gòu)的東西很可能在未來(lái)幾年內(nèi)落入月球表面。

Skidmore，Owings&Merrill(SOM)向麻省理工學(xué)院的航空與航天系以及ESA的教職員工進(jìn)行了棲息地設(shè)計(jì)研究的咨詢。它的靈感來(lái)自于ESA總干事?lián)P·沃納(JanWörner)通過(guò)私人和公共，太空和非太空合作伙伴聯(lián)盟發(fā)展國(guó)際月球村的愿景。

該研究工作于2018年開(kāi)始，但今年看到該棲息地的設(shè)計(jì)藍(lán)圖在ESA的并行設(shè)計(jì)設(shè)施(CDF)上進(jìn)行了為期六次的研究。CDF位于原子能機(jī)構(gòu)位于荷蘭諾德韋克的技術(shù)中心，匯集了空間專家網(wǎng)絡(luò)，以對(duì)新穎的任務(wù)概念進(jìn)行快速評(píng)估，并制定可行的藍(lán)圖。

SOM研究負(fù)責(zé)人Daniel Inocente表示：“這些CDF會(huì)議的價(jià)值在于，它們可以使我們的設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)超越每位需要的專家。“這是一次很棒的經(jīng)歷，因?yàn)槲覀円呀?jīng)能夠在短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)月球所涉及的限制因素，將其納入研究范圍并確定潛在的應(yīng)對(duì)措施。”

ESA研究負(fù)責(zé)人Advenit Makaya解釋說(shuō)：“這項(xiàng)研究顯然超出了目前計(jì)劃的探月活動(dòng)的前景。“但是，對(duì)于各個(gè)ESA專家，與建筑專家合作，確定和解決驅(qū)動(dòng)程序以及將這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)部署到月球的方式來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)非常有趣的練習(xí)。”

“該項(xiàng)目的合作，結(jié)合了SOM和ESA專家的最佳想法和專業(yè)知識(shí)，是一個(gè)很好的例子，說(shuō)明了ESA不僅希望制定未來(lái)的計(jì)劃，而且希望成為促進(jìn)共同利益的其他倡議的推動(dòng)者”，來(lái)自歐空局政策與計(jì)劃協(xié)調(diào)部的IsabelleDuvaux-Béchon說(shuō)道。

充氣性，最大空間

SOM以目前連接到國(guó)際空間站的可充氣BEAM模塊為起點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種半可充氣殼體結(jié)構(gòu)，以提供盡可能高的體積質(zhì)量比。一旦在月球表面膨脹，它將達(dá)到其原始內(nèi)部體積的大約兩倍。

丹尼爾解釋說(shuō)：“在里面，我們認(rèn)為很難對(duì)人類經(jīng)驗(yàn)中，根據(jù)需要，可以重新配置和照明條件，靈活的架構(gòu)方面也很高地板到天花板的空間農(nóng)歷六分之一的G表示機(jī)組人員可以達(dá)到多少更高，我們鼓勵(lì)使用扶手和其他簡(jiǎn)單的輔助工具。麻省理工學(xué)院航空與航天系教授，退休的NASA宇航員杰弗里·霍夫曼(Jeffrey Hoffman)向我們提供了有關(guān)改善生活和工作空間的反饋意見(jiàn)。”

它的選定地點(diǎn)被描述為太陽(yáng)系中最可取的房地產(chǎn)：月球南極旁邊的沙克爾頓火山口邊緣。避開(kāi)月球兩周兩夜的極端極端溫度，該位置為太陽(yáng)能提供了近乎連續(xù)的陽(yáng)光，可從地球上連續(xù)觀看，并可以訪問(wèn)相鄰的永久陰影坑中的月球水冰沉積物。

四層高的棲息地將由宇航員在本地膨脹，或者通過(guò)從月球附近的蓋特威站遙控操作的流動(dòng)站進(jìn)行膨脹。屆時(shí)，這將使四名工作人員的生活和舒適度保持長(zhǎng)達(dá)300天。

Skidmore，Owings&Merrill建筑公司設(shè)計(jì)了一個(gè)半充氣式Moon Village棲息地。在將其棲息在月球表面上并使其膨脹之前，該棲息地將在地球上完全配備并經(jīng)過(guò)測(cè)試。重量超過(guò)58噸的棲息地將使用重型發(fā)射器，例如未來(lái)升級(jí)的SLS或SpaceX Starship。信用：SOM

危險(xiǎn)：輻射

最初的設(shè)計(jì)計(jì)劃停留500天，但由于月球上生活中最具挑戰(zhàn)性的限制之一：輻射，因此不得不重新檢查該目標(biāo)。由于月亮在其大部分軌道上都位于地球保護(hù)性磁屏蔽層的外面，因此受到來(lái)自太陽(yáng)和深空的電離輻射的影響。

丹尼爾說(shuō)：“ CDF輻射分析為我們提供了更好的暴露和持續(xù)時(shí)間限制的指示，因此我們不得不改變基線目標(biāo)。”

“類似地，最初，我們計(jì)劃將船員宿舍設(shè)在較高的樓層，但將其轉(zhuǎn)移到較低的樓層，以使船員的庇護(hù)所翻倍，以抵御太陽(yáng)風(fēng)暴。該樓層還可以存儲(chǔ)我們的生命支持系統(tǒng)，提供額外的輻射屏蔽。還可能在結(jié)構(gòu)上鋪上月球材料或本地水，以進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)船員的保護(hù)。”

保持船員的生命健康

著眼于未來(lái)，該棲息地將傳統(tǒng)的生命支持系統(tǒng)與可再生的閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)合在一起，并通過(guò)ESA長(zhǎng)期運(yùn)行的MELiSSA計(jì)劃進(jìn)行了開(kāi)發(fā)，并具有允許在原地種植食物的額外優(yōu)勢(shì)。

根據(jù)國(guó)際空間站的經(jīng)驗(yàn)，該棲息地的電力需求估計(jì)為60千瓦，可以使用相鄰的太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)或地表部署的裂變反應(yīng)堆來(lái)滿足。

同樣重要的是散熱器，用于散發(fā)廢熱并保持舒適的襯衫袖子內(nèi)部溫度為22°C。CDF團(tuán)隊(duì)借鑒了ESA的Rosetta彗星追趕者的過(guò)去經(jīng)驗(yàn)，提議在短暫但寒冷的極夜期間增加可關(guān)閉的“百葉窗”以控制散熱器的發(fā)射率。

著陸和發(fā)射器選項(xiàng)

另一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)因素是最大程度地減少與粘滯的磨蝕月球塵埃的接觸。正如丹尼爾(Daniel)所說(shuō)：“實(shí)際上，我們會(huì)將棲息地與最終目的地相距很遠(yuǎn)，然后將其運(yùn)輸?shù)疥懙厣?，因?yàn)橹懫髦憰?huì)帶走大量灰塵，這對(duì)人和設(shè)備都有害。將與專用于打掃宇航服和設(shè)備的獨(dú)立氣閘殼相接，以真正減少進(jìn)入棲息地的灰塵數(shù)量。”

月球棲息地模塊的內(nèi)部，旨在作為未來(lái)的國(guó)際“月球村”的一部分。這項(xiàng)研究是與麻省理工學(xué)院航空系以及美國(guó)建筑，室內(nèi)設(shè)計(jì)，工程和城市規(guī)劃公司Skidmore，Owings和Merrill(SOM)合作進(jìn)行的。他們的創(chuàng)新建議是將一種可充氣的結(jié)構(gòu)殼技術(shù)放置在南極月球附近的沙克爾頓隕石坑的邊緣，以提供接近連續(xù)的陽(yáng)光和相鄰“冷阱”隕石坑中的月球水冰沉積物。信用：SOM

CDF標(biāo)記的最大挑戰(zhàn)之一實(shí)際上是到達(dá)那里。該棲息地，包括其所有預(yù)先安裝的內(nèi)部設(shè)備，將超過(guò)58噸，這超出了目前正在運(yùn)行的運(yùn)載火箭的范圍。

丹尼爾補(bǔ)充說(shuō)：“展望近期，我們考慮了兩種選擇，一種是NASA即將推出的太空發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射器，另一種是SpaceX的Starship，這對(duì)我們的質(zhì)量要求沒(méi)有問(wèn)題，但仍處于初期階段發(fā)展。”

一旦第一個(gè)棲息地到位，SOM團(tuán)隊(duì)就會(huì)設(shè)想將其他模塊依次加入其中，針對(duì)研究，制造，飲食文化和旅游等特定功能進(jìn)行定制，從而使基地可以擴(kuò)展到村莊，然后擴(kuò)展到城市。

正如丹尼爾(Daniel)總結(jié)的那樣：“我們只是在兼職工作，但是該項(xiàng)目以定性和定量的方式告知了我們有關(guān)大型地面建筑的想法，例如摩天大樓和機(jī)場(chǎng)。在地球上，需求并沒(méi)有空間那么絕對(duì)，但經(jīng)驗(yàn)為改善我們的設(shè)計(jì)方法提供了方法，例如選擇材料，集成建筑技術(shù)和最大程度地減少對(duì)環(huán)境的影響。

“設(shè)計(jì)這種棲息地的努力本身就是有用的。建造這將是極其昂貴的，技術(shù)上具有挑戰(zhàn)性，但是考慮到技術(shù)和工程技術(shù)的進(jìn)步速度，這是可以想象的，并且為我們提供了一個(gè)向往的目標(biāo)，就像計(jì)劃建造第二座最高的摩天大樓，或計(jì)劃未來(lái)的地面城市。”