月球火星：我們渴望的家園

王雅靜

2020年2月初，備受關注的月球村項目迎來新進展。SOM建筑設計事務所與歐洲航天局（ESA）正式簽署合作備忘錄，以進一步發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。另一方面，新簽署的協議將更集中地研究開發棲息地居住模塊。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、可持續地探索相關的技術發展”。

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，延續人類活動。這不是一次“征服”或者“重返”，而是一次“前往”與“延續”。社區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?；亍Ｔ诎⒉_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?？梢哉f，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，那顆地球唯一的衛星似乎在向所有人招手。當然，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。

據英國《每日郵報》網站報道，2016年，歐洲航天局（ ESA）的負責人約翰一迪特里希·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，只不過是建設在月球的表面。各個國家、企業、大學、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性的、探索性的甚至商業性的項目。

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會。

2019年，SOM事務所與歐洲航天局（ESA）和麻省理工學院（MIT）共同合作，設計月球村項目，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，很好地體現了月球村這一概念的精神實質：私密與公共、空間與非空間的實體之間的聯合，將使我們以包容而可持續的方式登上月球?！?/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“戰略計劃”，旨在“讓人們在太空中進行可持續的生存”。整個設計的目標是解決一系列復雜的小行星居住問題，如何實現自給自足以及充分利用自然資源是主要的設計難題。

“我們與ESA的合作是解決業內最復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，我們創造了一種可能延續人類活動的建筑?！盨OM設計合作者Colin Koop如是說。

TIPS SOM建筑設計事務所

成立于1936年的美國SOM建筑設計事務所是世界頂級設計事務所之一。事務所由路易斯·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。工作領域涉及建筑設計、結構及土木工程、機械及電氣工程、工程設計、城市設計和規劃、室內設計、環境美術、戰略研究、項目管理和古跡維護等方面。SOM在建筑技術與設計品質方面的貢獻是20世紀世界建筑領域中最重要的成就之一。公司一直站在世界建筑設計和建筑工程業的最前沿，1961年和1996年兩次獲得美國建筑協會頒發的建筑公司最高榮譽獎。自成立以來，它已經在50多個國家完成了1萬多個設計項目，包括辦公大樓、銀行和金融機構、政府建筑、醫療機構、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）。

發射和運行其他行星和月球的無人探測任務地球觀察，科學和通信;設計運載火箭;保持主要的航天發射場，法屬圭亞那庫魯的圭亞那航天中心。2019年9月2日，歐航局“風神”氣象衛星與太空探索技術公司“星鏈44”衛星險碰撞。歐洲航天局對一顆所屬衛星采取緊急變軌操作.避免了一場可能發生的“太空交通事故”。

月球村建筑模型

既然在月球的環境下設立月球村，選址非常重要。2019年，SOM建筑事務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，可全年接收連續的日光?；A設施和居住建筑將會用來收集日光，以供能源使用。

月球村內的建筑安排在定居點內靠近火山口的供水區域，并且有彼此相連的交通系統。除此之外，通信塔將放置在月球的最高脊上。月球上關鍵的資源是水，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生可呼吸的空氣，以及作為運輸和支持工業活動的火箭燃料。

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，以及原地資源利用（ ISRU）實驗，可通過月球的自然資源產生有用的元素。此外，還可以提取水冰沉積物，來產生可呼吸的空氣和用于運輸和工業活動的火箭推進劑。

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、環境控制和生命支持系統。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，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，就設計而言，三組豎向的剛性框架結構、一個可充氣的殼體結構，共同組成這個混合結構系統，創造了開放而自由的內部空間。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，如防輻射設施、氣壓低、呼吸困難等等。”

這個跨學科團隊利用了他們的項目經驗。作為總體規劃師，SOM事務所負責監督建筑、工程、城市規劃和可持續設計。ESA提供了歐洲宇航員中心和歐洲空間研究與技術中心的專業知識，麻省理工學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構和一個可充氣的殼體結構，共同組成這個混合結構系統，創造了開放而自由的內部空間

月球居住 Moontopia月亮烏托邦

關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的方式登陸到其他星球生活。

2017年，英國福斯特建筑事務所公布了一項關于天文體3D打印建筑的提案。一年后，Eleven雜志網站發布的第一個國際理念和空間建筑設計競賽：“Moontopia月亮烏托邦”，邀請了來自世界各地的思想家、建筑師、設計師、藝術家、學者和遠見者，來為“月亮烏托邦”提供一個創造性的解決方案，實現一個能夠生活、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計方案。

第一個設計方案是由“俄羅斯套娃”為靈感而設計的月球實驗基地（Lunar Test Lab），這個實驗基地是對月球生活和空間探索的未來設想。設計概念非常簡單：人口逐漸移民到月球將在幾年的時間中慢慢發生，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境中生存。最關鍵的是，專業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”。

它的最重要的結構是外保護膜，基于簡單的折紙原理，可以由3D打印并且在現場自行組裝。這是一種通過感知太陽風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，這是項目的關鍵點。月球表面的太陽風包含一定的氫原子，這些氫原子可以被外殼捕獲、儲存并轉化為有用的氧原子，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。科學家還認為，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，模擬地球上的生態環境，同時在圓頂下方會有第二個投影層。

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

通過分析城市規劃的功能和需要，在建筑環境和人類行為之間建立聯系;通過劃分和繪制不同規模的生活區域，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。利用火山口內的凹形空間和圓形穹頂，在月球上創造一種“穹頂之下”的生活方式。環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，其他設計師早已將目光投向了其他行星和宇宙空間。近期，據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）的第一個商業居住艙。該模塊將用作未來商業太空飛行任務、房屋實驗、技術開發的目的地，并由商業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。

這個由設計鬼才Philippe Starck設計的世界首個商業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調。這樣的設計靈感之初是希望給人們產生回到母體子宮的感覺，這樣的環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地墻壁上都點綴著數百個納米LED燈，它們根據時間以及空間站距離地球的相關位置而改變顏色。天窗則設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打印技術建造火星基地的比賽，進入復選階段的作品一共有30份。這次設計比賽要求機器人能夠利用3D打印技術，就地取材作為建筑原料建造火星居所。這些設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打印技術建造火星基地的設計模型

火星穹頂（The Martian Vault）

設計者：Tomasz Dzieduszynski

在地球上，類似意大利“萬神廟”這樣擁有穹頂的建筑可以屹立千年，經受住時間的考驗。設計者Dzieduszynski希望其的“火星穹頂（The Martian Vault）”方案能夠在火星嚴酷的環境下同樣經久耐用。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）

設計者：Team Staye

這個螺旋式地下結構設想建造在火星赤道附近的地下，火星赤道附近地表以下擁有大量冰封的水資源。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，節省飛船空間，等到抵達火星后再充氣展開，但是他們后續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）

設計者：Mars Terrain Intelligence Collaborative

火星沙土里擁有兩項寶貴的資源：鐵和硅，設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構的居所。這是一個由鐵格子結構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，在鳳凰號任務期間測得火星北極地區最高溫度-19.6℃，而最低是-97.70℃。

軟體動物（Mollusca L5）

設計者：LeeLabs

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

甜甜圈（Donut House Mk.Ⅰ）

設計者：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。環形的設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。