Конструкция, получившая первое место. Источник: NASA
NASA и Университет Брэдли, Иллинойс, отобрали пятёрку финалистов 3D-Printed Habitat Centennial Challenge, между которыми разделят призовой фонд в $100000. Победители успешно смоделировали в специальном программном обеспечении цифровую модель марсианского жилища с подробной детализацией его физических и функциональных характеристик. Награду распределят согласно очкам, присуждённых экспертным жюри, в которое вошли представители NASA, научных кругов и промышленности. Судьи тщательно оценили и обсудили творчество восемнадцати коллективов со всего мира, и отобрали следующих призёров:
- Zopherus из Роджерса, Арканзас — $20,957.95
- AI. SpaceFactory из Нью-Йорка — $20,957.24
- Kahn-Yates из Джексона, Миссисипи — $20,622.74
- SEArch+/Apis Cor из Нью-Йорка — $19,580.97
- Northwestern University из Эванстона, Иллинойс — $17,881.10
«Каждая из этих команд действовала в уникальном стиле, и мы в восторге от того, что окончательный список выглядит именно так», — говорит Монси Роман, руководитель программы Centennial Challenges — «Они не просто разрабатывали какие-то структуры, они всерьёз строили дом для тех, кто будет жить и работать на других планетах. Было очень волнительно наблюдать за тем, как их задумки по мере продвижения соревнования воплощались в жизнь».
Поскольку аппетиты NASA в отношении исследования дальнего космоса постепенно растут, вопрос о подходящих убежищах для будущих покорителей иных миров стоит довольно остро. При этом проблемы постройки какого-либо сооружения на том же Марсе связаны, во-первых, с суровыми ограничениями на доставку нужных материалов, а во-вторых, с совершенно другими местностью и атмосферой. The 3D-Printed Habitat Challenge, таким образом, задумывался как способ слегка простимулировать появление самодостаточных жилых комплексов для внеземелья через привлечение внештатных авторов, которым была поставлена задача использовать в работе аддитивные технологии и местные (или возобновляемые) ресурсы в качестве сырья.
Запущенный в 2014 году конкурс был разделён на три фазы:
- Фаза 1, Дизайн; на этом этапе требовалось предоставить подробные рендеры всех построек. Завершена в 2015 году. Общий призовой фонд — $50000.
- Фаза 2, Структурные компоненты; фокус сместился в область практических технологий и разработки конструктивных элементов. Завершена в 2017 году. Общий призовой фонд — $1100000.
- Фаза 3 (текущая), Строительство убежища; задача состояла в изготовлении масштабного прототипа с пятью уровнями представления — три физических и два виртуальных. Для виртуальных уровней использовалось ПО Building Information Modeling, которое позволяет собрать готовое здание из заранее спроектированных структур вместе со всеми необходимыми системами с учётом допусков. Для физического же моделирования применялась 3D-печать, вплоть до постройки на последней стадии макета в масштабе 1:3. Общий призовой фонд $2000000.
«Мы привлекли внимание огромного количества людей, которые в итоге смогли воплотить свои представления о марсианском городе в ряд весьма новаторских разработок», — рассказывает Лекс Акерс, декан колледжа инженерии и технологии — «А виртуальные уровни позволили участвовать коллективам, не имевшим доступа к большим 3D-принтерам, чтобы затем скооперироваться с теми, у кого была такая возможность».
3D-Printed Habitat Challenge проводился под совместной эгидой NASA Centennial Challenges и Университета Брэдли. Спонсорами университета выступили Caterpillar и Bechtel, а в роли администратора — Brick & Mortar Ventures. Программа Centennial Challenges ведётся в Отделе проблематики космических технологий под контролем Центра космических полётов имени Джорджа Маршалла в Хантсвилле, Алабама.
Zopherus из Роджерса, Арканзас, 1 место. Фаза 3, этап 1. Просмотреть видео виртуальной модели.
AI. SpaceFactory из Нью-Йорка, 2 место. Фаза 3, этап 1. Просмотреть видео виртуальной модели.
Kahn-Yates из Джексона, Миссисипи, 3 место. Фаза 3, этап 1. Просмотреть видео виртуальной модели.
SEArch+/Apis Cor из Нью-Йорка, 4 место. Фаза 3, этап 1. Просмотреть видео виртуальной модели.
Northwestern University из Эванстона, Иллинойс, 5 место. Фаза 3, этап 1. Просмотреть видео виртуальной модели.
Комментарии (40)
KonkovVladimir
29.07.2018 08:42Дональд Хасслер из Юго-Западного исследовательского института в городе Боулдер (США) и его коллеги проанализировали статистику по уровню радиации на Марсе и «перевели» ее на понятный нам язык.
В общей сложности, за год жизни на Красной планете такой путешественник накопит около 15 рентген ионизирующего излучения, что в 300 раз больше предельной годовой дозы для работников атомной промышленности.
8000 и более рентген – человек умирает мгновенно.
1000-5000 рентген приводит к мгновенному состоянию комы, в котором человек умирает через 5-35 минут после начала облучения.
600-1000 рентген — на протяжении нескольких лет можно поддерживать относительно стабильное состояние пациента, однако с самыми худшими побочными симптомами и осложнениями.
300-550 рентген — у пациента выпадают волосы, кожа может приобретать красный или багровый оттенок, ломаются и выпадают ногти. У многих больных с такой дозой облучения наступает стадия внутренних заболеваний и кровотечений, может сильно нарушиться работа желудочно-кишечного тракта, ухудшиться работа головного мозга, появиться онкологическое заболевание.
100 рентген — 10% всех людей, которые подверглись облучению такой дозой радиации, умирают от лучевой болезни или связанных с ней заболеваний спустя 30 дней после облучения. Облучение такой дозой радиации оказывает сильное негативное влияние на иммунную систему человека поэтому при лучевой болезни высок риск заболеть инфекционными недугами или стать жертвой грибка и глистов.
30 рентген (за 500 дней) на этом фоне как на пикник съездить.Vkuvaev
29.07.2018 11:26+1Ага, только в десятом поколении, родители без рта и языка детям без ушей не смогут рассказать эти мудрые слова. Бррр.
KonkovVladimir
29.07.2018 12:17-1У Гагарина 2-е детей, рождены до полета в космос:
Елена (род. 17 апреля 1959) — генеральный директор музея-заповедника «Московский Кремль», кандидат искусствоведения;
Галина (род. 7 марта 1961) — профессор.
Ничего не мешает и остальным астронавтам завести детей до полета на Марс, тогда все будут здоровыми и жизнерадостными в любом поколении.Vkuvaev
29.07.2018 21:33Я, конечно, выразился штампом, однако, облучение совершенно точно агрессивно действует на органику. Малые дозы или сверхмалые или большие — неважно. Это воздействие, будет, очевидно, иметь вилку вероятных последствий, кто-то от сильного облучения не пострадает, кто-то от слабого заболеет раком. Отрицать это или настаивать на этом бессмысленно, нужны исследования.
А утверждение, что можно завести детей до полета, это как рекомендация завести детей до смерти, т.е. очевидно.
Также очевидно, что вопрос воздействия радиации и повышения резистентности/защиты от нее нужно исследовать в приоритетном порядке. Иначе изучение космоса людьми в кораблях будет вяленьким.
Кстати, а что насчет защиты от пыли? Мне кажется не меньшая проблема.
BigBeaver
29.07.2018 14:11Ну вообще, нормальных данных по возействию повышенного фона нет. Если у вас есть — покажите.
Уровень фона в областях типа Тульской может достигать значений вдвое выше, чем постулируемый в статье для работников АС. Фон от космических лучей на высоте работы гражданской авиации примерно в 150-220 раз выше, чем среднемировой на поверхности земли. При этом на поверхности фон от самой земли примерно равен космическому. Не понятно, как учитывать родон, но навскидку в полете человек получает дозу в 30-80 раз выше, чем на земле — не знаю, какой процент времени экипаж проводит в воздухе, но есть основания полагать, что дозу они приличную получают. Астронавты получают годовую дозу раз в 15 больше, чем люди на земле в среднем (по американским нормам).
Таким образом, если брать не удобные числа, то ни каких 300 раз уже не выйдет. Будет что-то ближе к разбросу в 20-150, и не ясно, так ли это плохо. Сеанс КТ может давать дозу эквивалентную фоновой за пару лет, но ничего — нормально же все.
black_semargl
29.07.2018 18:51Не составляет труда перед отлётом оставить наследственный материал в заморозке.
Да и вообще возраст современных космонавтов как правило такой что дети у них уже есть.
Exchan-ge
29.07.2018 12:3730 рентген (за 500 дней) на этом фоне как на пикник съездить.
Я что-то пропустил и вопрос с возвращением людей с Марса на Землю уже решен?KonkovVladimir
29.07.2018 13:40+1Видимо да, пропустили, прослушайте лекцию Роберт Зубрин — Прямо на Марс. Часть 1 — Лекция
Есть много разных сценариев полета на Марс, например по проекту РКК Энергия полед будет длится 550 дней, но есть и другие варианты
Exchan-ge
30.07.2018 00:00прослушайте лекцию
Увы, я старомоден и предпочитаю тексты, где много букв — отнимающим кучу времени видеороликам.
например по проекту РКК Энергия полед будет длится 550 дней
В приведенной вами схеме для меня интересен только один единственный пункт: «Возвращение ВПК».
Если вас не затруднит — какие реальные решения уже предложены для:
1) Обеспечения мягкой посадки на марсианскую поверхность корабля, помимо прочего несущего и запас топлива для взлета.
2) Обеспечения успешного старта (подготовка стартовой позиции, техническое обслуживание ВПК, управления процессом его запуска)
Этот процесс и на Земле требует значительной подготовки (и даже в таких «тепличных» условиях иногда закачивается катастрофой).
Exchan-ge
29.07.2018 12:261 место — юрта с окнами
2 место — термитник
3 место — яйцо, прикопанное в землю
4 место — Сиднейский оперный театр в минимальной комплектации
Каждая из этих команд действовала в уникальном стиле
equand
29.07.2018 14:35Имхо 5ое место должен был выиграть. Легко построить, защита от ветров, возможность бурения изнутри.
Vkuvaev
29.07.2018 20:59Недавно кто-то считал эффективную силу ветра на Марсе во время бури, в общем результат такой, что человек с фанерой 1х1 метр в руках может стоять. В силу разреженности.
BigBeaver
29.07.2018 21:28+1В правилах конкурса есть регламент испытаний на прочность и много еще всякого.
Exchan-ge
30.07.2018 00:26Легко построить
У всех подобных картинок/видео есть один существенный недостаток- не показана технология строительства.
Если с «юртой» (1 место) еще можно предположить полную аналогию со сборкой юрты на земле (мобильность, простота монтажа) — то с остальными проектами будет полный швах.
Например, для строительства «термитников» (2 место) явно потребуется подъемный кран.
(вариант с доставкой на Марс строительного 3D-Printer-а соответствующего размера считаю еще более фантастическим :)
В любом случае потребуется и РБУ (растворно-бетонный узел) и довольно приличный экскаватор (будем считать, что строительные материалы будут добываться на месте)
А факт наличия строительной техники автоматически ведет к необходимости создания ремонтной мастерской (МТС), причем потребное оборудование для нее — это не только набор гаечных ключей, но и несколько станков и станочков. Плюс сварочное оборудование (масса, размеры и потребность в мощном источнике электроэнергии).
(Создатели фант. фильмов и проч. обычно избегают показывать процесс создания фантастических зданий и сооружений, предпочитая их эффектно разрушать.
Мне, например, намного интереснее было бы увидеть в кубриковской «Одиссее 2001 года» процесс создания всех показанных в фильме сооружений на Луне, потому как это более фантастично, чем вся история с черными обелисками )
BigBeaver
30.07.2018 00:58+1Вы не поверите, но требования к 3д принтеру тоже указаны в правилах. На самом деле, половины здешних комментариев (тех, которые пытаются гадать о том, что да как) не было бы, если бы автор статьи не поленился нормально подготовить материал.
andrrrrr
30.07.2018 03:42по мне так они зря с 3д принтерами проектируют, на первое время точно зря,
с таким вариантом слишком много строительного материала нужно тащить с земли.
на мой взгляд самое оптимальное это
1. выкопать роботами нору(подземное жилище),
2. установить готовый шлюз, привезённый с земли,
3. залить нору изнутри полиуретановым защитным покрытием. что даёт герметичность и прочность.
4. готово, остаётся установить оборудование и мебель, и заполнять воздухом для дыхания.
материала привезённого с земли будет минимум, защита от радиации, всё построить можно дистанционно.
понадобятся 2-3 робота, несколько бочек с защитным покрытием, готовый шлюз.
1 робот с ковшом и отбойником, будет копать,
2 робот с ёмкостью и распылителем защитного покрытия, будет наносить его изнутри,
3 с манипуляторами, для помощи в копании, транспортировки грунта и установки шлюза, будет держать шлюз пока 1-прикапывает и 2-й наносит покрытие.
по минимуму можно обойтись 2ми, если сделать сменные манипуляторы,
но лучше 3 и сменные манипуляторы, больше надёжность, смогут друг друга заменять в случает поломок и нештатных ситуаций.
и 3 робота проще довезти чем один большой 3D принтер для печати зданий. и опыт по доставки роботов на марс уже есть.
защитное покрытие типа такого как на видео, будет и герметичность и прочность.
даже в варианте с 3D печатью нужно будет тащит это покрытие(или аналог) с земли и герметизировать им изнутри то что будет напечатано на 3D принтере.
BigBeaver
30.07.2018 06:15Я думаю, это просто дань популизму — привлечь внимание общественности и все такое. Все равно прямо сейчас никто колонию строить не будет.
Но да, я с вами согласен — выкопать пещеру, обмазать монтажной пеной и радоваться — ничего больше не надо.
BigBeaver
30.07.2018 06:35Ну то есть, это все детям поиграться, а дело начнется, когда Маск отправит свою «скучную машину» (или как там она у него называется) вместо Теслы — тогда все станет всем понятно)
lowtech
29.07.2018 14:21Как однако позорно мало заплатили, ведь будут юзать идеи. За один листик с выводами консультантам платят по 10+ косарей.
OriSvet Автор
29.07.2018 14:53Так написано же — общий призовой фонд за три этапа $3150000. В итоге пятёрка победителей наработала очков только на $100000. За, простите, четыре года. Понятно, что там были в том числе и всякие школьники и студенты, но NASA тоже вроде не обязано всех щедро одаривать просто потому что некие ребята соизволили поучаствовать в конкурсе, м?
lowtech
29.07.2018 15:07Вы просто мало зарабатываете и привыкли к этому. Это не подарок для насы, а идеи за которые платят миллионы, если привлекают инженеров. При этом, еще, нужно много инженеров и каждому заплатить — и выбор в итоге проектов будет меньше и хуже. Так что подобные конкурсы — возможность для них нахаляву получить очень дорогие идеи. Если Ваши идеи стоят мало — то не обобщайте.
OriSvet Автор
29.07.2018 15:34+1А с какого перепугу вы решили, что я мало зарабатываю?:)
Идеи за которые платят миллионы, если привлекают инженеров.
Знаете хоть одного инженера-долларового миллионера, который эти миллионы получает на регулярной основе? Я — нет.
Но, заглянем в оригинал:
The virtual levels allow teams from high schools, universities and businesses that might not have access to large 3D printers
То есть в том числе школьники и студенты. Которым дали четыре года, дали софт и дали доступ к оборудованию.
Что они такого там могли напроектировать волшебного без реального конструкторского опыта? Инженерная работа — это тяжёлый труд, системное образование и огромное количество специализированных знаний, которые зачастую человеку «с улицы» в принципе неоткуда взять.
BigBeaver
29.07.2018 15:53подобные конкурсы — возможность для них нахаляву получить очень дорогие идеи.
Больше похоже на шанс для ноунэйм команд показать свои идеи хоть кому-то и стать замеченными (и быть может, в перспективе таки получить шанс на эти самые «миллионные проекты»).
Hardcoin
30.07.2018 15:28Это рынок, пока бы уже привыкнуть. Сколько хотят, столько и платят, кто хочет, тот и участвует. Нытье не уместно.
Valerij56
30.07.2018 18:46Для этих инженеров возможность показать свои работы, а потом указать это в резюме намного важнее. Так можно найти инвесторов на другие проекты.
black_semargl
29.07.2018 18:58Ну только пятая команда ознакомилась с тем фактом что на Марсе почти вакуум и внутри постройки нужен гермоконтур…
Но её проект откровенно скучен.
И у них тоже окошко в потолке не закрывающееся — днём будут обгорать от ультрафиолета, ночью через него всё тепло улетит.Sun-ami
29.07.2018 19:49Непонятно как 3-е строение выдержит внутреннее давление 5..10 тонн на квадратный метр стенки. Без засыпки толстым слое грунта и пятое строение его не выдержит — плотность сухого песка — 1200...1700 кг/м3, на Земле чтобы скомпенсировать разницу давлений 0,5 атмосферы нужно 3..4 м песка, с марсианской гравитацией 0,378 g нужно 8..11 метров песка. А у 2-го, и 4-го проекта с этим всё хорошо — там стены не несут нагрузку от внутреннего давления, ей противостоит сама гермооболочка из прочных материалов, работающая на растяжение. У 1-го проекта скользкий момент — плоское дно большой площади.
Wizard_of_light
29.07.2018 22:32По мне так очередная победа дизайнера над инженером. Я бы пятое место поставил на первое — двойная герметизация, возможность засыпки грунтом, простая форма. «Сиднейский театр» поставил бы на второе — кроме вычурной крыши у них в принципе всё более-менее, да и сама крыша функциональна. Второе бы поставил на третье — они там какой-то дизайнерский планетоход нарисовали для отвлечения внимания, но сама «бочка» вполне ничего. Первое место поставил бы на четвертое — в целом туда-сюда, но вот этот сложный вход с окном они прилепили исключительно для показухи. Ну и третье место поставил бы на пятое — сложная форма и куча нестандартных окошек доставит много радости в случае необходимости ремонта оболочки.
И общая приверженность к многоугольным окнам вместо круглых настораживает — не просто так делают скруглённые окна в самолётах, например, каждый острый угол и резкий поворот — концентратор напряжений на стыке оболочки с рамой.
Ollrite888
31.07.2018 19:17Я предполагаю, почему 1 вариант занял 1 место: отличие- это взлётно-посадочный корабль.
Не знаю, какие были условия оценки, но знаю точно: взлётно-посадочный корабль не поможет при нештатной ситуации — лететь слишком долго! Скорее, поможет заглубленное убежище (2 база), поэтому я тоже бы отдал 1 место — пятому варианту-Её быстрее всех можно закопать.
simplix
Похоже художников забыли предупредить о радиации на поверхности Марса, иначе бы конструировались подземные бункеры. В роликах упоминается защита, но толщина стенок довольно маленькая для качественной изоляции.
GalVorbak
Вполне возможно, что это лишь решение на время постройки такого бункера, потому что даже такая оболочка по идее должна приносить пользу. Плюс ко всему, часть построек всё равно придётся оставлять на поверхности, и, возможно, такие бы подошли. От всего кроме гаммы толщины таких стенок должно хватить, а для защиты от гаммы надо ну хотя бы 1-2 метра бетона, что тяжело сделать в автоматическом режиме. Хотя, конечно, было бы интересно почитать, из каких материалов предлагают изготавливать это всё дело и считали ли они защиту от радиации вообще.
voyager-1
А где вы там гамму то нашли? Излучение от Солнца — большей частью из протонов состоит. То что приходит из-за границ Солнечной системы — это тоже протоны и альфа-частицы в основном (с ужасными правда энергиями, для защиты от которых нужен приличный слой материала).
В целом же на поверхности Марса сейчас в районе 230 мЗв/год — для работников предприятий ядерной отрасли предел установлен скажем в 50 мЗв/год, а для космонавтов упрощённо есть только общее ограничение в 1 Зв за всю карьеру. Так что пара десятков сантиметров грунта присыпанных сверху жилища — и научная база уже готова (на которую будут прилетать вахтами на 2,5 года). Пара метров — это уже чтобы с комфортом можно было бы там всю жизнь прожить, не беспокоясь он повышенной по сравнению с Землёй вероятностью рака.
black_semargl
Ну не надо забывать, что ещё и вспышки на Солнце бывают.
Sun-ami
Проблема в том, что для того, чтобы присыпать строение парой десятков сантиметров грунта пригоден лишь последний из проектов — на остальных грунту не удержаться. А вот приземистый купол — неплохое решение, даже если он будет присыпан лишь частично — можно слегка заглубить его, и разместить спальные места под присыпанной частью — это существенно уменьшит уровень радиации. И в случае солнечной вспышки будет куда спрятаться.
BigBeaver
Оптимально полуземлянку строить, но они не подходят по правилам конкурса — там вполне конкретные параметры площадки и тд прописаны.
GalVorbak
Так я же не спорю, что в основном тяжелые частицы, про гамму было сказано отчасти для демонстрации того, насколько различаются необходимые толщины защиты в зависимости от типа излучения. А у частиц с огромными энергиями пробег настолько большой, что там наверное проще вообще ничего не делать, чтобы частица просто насквозь пролетала, унося большую часть энергии с собой, а не выделяя всё в материале стенок и теле человека.
Да на первое время и не очень толстых стенок может хватить для защиты, у проекта с четвертым местом толщина внешних стенок 0.5 метра написана, плюс их располагают с наездом друг на друга, в итоге максимальная толщина щита 1 метр. А вот судя по видео для проекта с первым местом, толщина стенок из марсианского цемента составит всего 2.5 сантиметров, и вот этого будет уже маловато (хотя может там указана толщина только первичного каркаса, на который потом будет печататься нормальная стенка). Так что кто его знает, по каким критериям они заняли первое место, если проекты с 4 и 5 местом позволят защититься лучше.