美國國家航空航天局用3D打印“火星基地”，首次招募志愿者“與世隔絕”一年模擬火星生活

阿爾法火星山丘項目

首次招募志愿者“與世隔絕”一年模擬火星生活

在火星生活和工作會是什么狀態(tài)？未來火星任務(wù)將面臨怎樣的挑戰(zhàn)？

近日，美國國家航空航天局公開招募4名對火星生活感興趣的志愿者，入選者將在美國國家航空航天局約翰遜航天中心開始為期1年的火星生活模擬任務(wù)，為未來真正的航天員火星探索任務(wù)做好準備。

該項目將基于美國國家航空航天局約翰遜航天中心的三項火星表面狀態(tài)的實驗，包含在“機組人員健康和性能探索模擬（CHAPEA）”系列任務(wù)。其首期任務(wù)將于2022年秋季開始，后兩期任務(wù)分別計劃在2024年和2025年展開。

美國國家航空航天局約翰遜航天中心的高級食品技術(shù)研究項目首席科學家格蕾絲·道格拉斯表示，

“模擬對于測試解決方案以滿足生活在火星表面的復(fù)雜需求至關(guān)重要，在地球上模擬火星生活將幫助我們了解和應(yīng)對火星上生活的真實情況。”

3D打印的模擬“火星基地”長啥樣？

該項目被稱為“阿爾法火星山丘”，由建筑公司BIG-BJARKE INGELS（簡稱BIG）集團設(shè)計、建筑3D打印公司ICON執(zhí)行，使用Lavacrete材料用3D打印機器通過逐層堆疊的方式進行建造。“我們與美國國家航空航天局和ICON共同研究，人類在另一個星球上的家園生活會產(chǎn)生什么樣的影響，阿爾法火星山丘將使我們離成為多行星物種更近一步。”BIG集團創(chuàng)始人兼創(chuàng)意總監(jiān)比雅克·英格爾斯說。

該實驗項目由4名機組人員及2名候補成員組成，他們將在一個1700平方英尺（約158平方米）的3D打印空間中“與世隔絕”生活和工作，其空間包括：機組人員宿舍、專用工作站、專用醫(yī)療站、公共休息區(qū)、廚房和食品種植站。

“火星基地”3D打印過程

在火星基地里，入選的機組人員將模擬火星生活的各種挑戰(zhàn)，包括食品有限、設(shè)備故障、通信延遲和其他環(huán)境壓力等。他們將執(zhí)行模擬太空行走、科學研究、使用VR和機器人控制以及與地球交換通信等任務(wù)。

該模擬任務(wù)將為評估美國國家航空航天局的太空食物系統(tǒng)以及未來宇航員的身體情況、行為健康和性能結(jié)果等提供寶貴的科學數(shù)據(jù)。美國國家航空航天局將根據(jù)研究結(jié)果為風險和資源交易提供信息，以評估宇航員在火星上執(zhí)行長期任務(wù)時的健康和表現(xiàn)。

那么，美國國家航空航天局為什么選擇3D打印材料及相關(guān)技術(shù)來模擬火星基地呢？美國國家航空航天局表示，“想完全模擬未來真實的火星建筑。”

阿爾法火星沙丘部分空間

阿爾法火星沙丘項目平面圖

如果人類真的要在火星生活和工作，必須考慮建筑的成本及材料、攜帶方便等因素，最適合的有可能是增材建造技術(shù)。與傳統(tǒng)建筑材料相比，3D打印造價更低，也可以解決在飛行中攜帶大量建筑材料的問題。

阿爾法火星沙丘將模擬未來在火星表面棲息地生活的狀態(tài)，其布局旨在為棲息地內(nèi)的生活和工作提供獨立的區(qū)域。

據(jù)ICON官方介紹，“不規(guī)則的天花板高度，垂直分段的拱殼結(jié)構(gòu)，突出了每個區(qū)域的獨特體驗，以避免空間的單調(diào)和機組人員疲勞。固定和可移動家具的組合將允許船員根據(jù)他們的日常需要重新改造棲息地，可定制的燈光、溫度和聲音控制也將幫助調(diào)節(jié)日常生活、生理節(jié)奏，以及全體船員的健康。”“在地球上的火星生活模擬將幫助我們在宇航員在出發(fā)前，了解和應(yīng)對即將面臨的身體和心理挑戰(zhàn)。”道格拉斯說。

誰可以申請報名？

美國國家航空航天局招募的這些志愿者有怎么樣的具體要求呢？美國國家航空航天局官網(wǎng)顯示，該項目招募志愿者條件需滿足健康、不易暈車、無飲食問題、不吸煙、年齡在30歲～55歲之間、精通英語的美國公民或永久居民。并且，機組人員的選擇將遵循NASA對宇航員候選人申請人的標準。

此外，報名的志愿者需要獲得認可機構(gòu)頒發(fā)的科學、技術(shù)、工程、數(shù)學（四學科簡稱STEM）領(lǐng)域的碩士學位，并且有兩年以上的STEM經(jīng)驗或1000小時以上的飛機駕駛經(jīng)驗。

以上要求是否太嚴苛了呢？對此，加拿大前太空人哈德菲爾認為，“美國國家航空航天局正在尋找那些與航天員資質(zhì)相近的參與者，這無疑是件好事。因為俄羅斯之前的‘火星500 （Mars 500）的模擬實驗之所以成效不佳，很大原因就在于參與實驗的都是普通人。”

據(jù)悉，該項目所有開銷由美國國家航空航天局支付，并且將支付入選者一年工資。此外，美國國家航空航天局與ICON還合作并啟動了“奧林巴斯計劃”，以研究和開發(fā)天基建筑系統(tǒng)，支持未來的月球探索。（綜合整理報道）（編輯/小文）