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人类40年没有再登月球,建筑师提出了9个实施方案,堪比一本奇崛恢弘的科幻小说。

建筑至上archigh 建筑至上archigh

作者:记录真实的设计
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前言

1969年,阿波罗11号发射成功,

人类第一次在月球上行走——

登月点燃了大国之间的太空军备竞赛。

近半个世纪后的今天,

重新探索太空的欲望正在点燃一场新的比赛:

而这一次,我们已不满足于月球上的漫步

——我们想要住在月球上! 

月亮乌托邦·设计竞赛

◣Moontopia

An out of this world challenge...

这也是Eleven杂志网站发布的的第一个国际理念和空间建筑设计竞赛: “Moontopia月亮乌托邦”的初衷。

为了应对这一全新的挑战,他们邀请了来自世界各地的思想家,建筑师,设计师,艺术家,学者和远见者,来为“月亮乌托邦”提供一个创造性的解决方案,实现一个能够生活、工作、研究甚至容纳旅游路线的自给自足的月球殖民地。

本文将按照荣誉提名奖→人民选择奖→亚军→冠军的顺序,对Moontopia九个获奖方案进行详细解读。

本文总计8616字,预计阅读时间22分钟。

月亮乌托邦·荣誉提名奖

◣HONOURABLE MENTIONS

An out of this world challenge...

UPSIDE DOWN

Ryan Tung Wai Yin, Ho Wing Tsit Teresina & Joshua Ho

(Hong Kong) 

逆转奇缘

地球上居住地和资源的匮乏已经将人类推向了太空,我们挣扎着、突破熟悉的环境,寻找新的太空资源。

“月球定居”,这个话题与地球能否最后一次呼吸息息相关。

新型太空建筑可能会把我们带向不同维度、更加遥远的世界, 但是或许月球本身并不乐意任何人居住在那。尽管如此,月球是做为未来通往最终目的地“火星”的垫脚石。

阶段1:重生

第一批研究小组被派出,在光明笼罩的Peary Crater山脊处建立了第一个月球基地:阿尔法。

在前几个月里,主要依赖地球上的补给,使用充气圆筒来容纳生活必需品,同时建造养殖水培育的温室。结合智能机器人侦察附近的火山口,勘察卫星探测到的氢沉积物。在这个阶段,主要目标是实现空气,水,食物和能源的自我可持续发展。

阶段2:补给

人类和机器人的增多将大大提升月球基地的建设速度。

此时机器人已经侦查完并绘制了北半球的地表及地下结构。紧接着,私营公司开始联合开采金属,收集月球土壤中的氧气和氢气,并发起了月球上的工业革命。此时除了依赖太阳能,人类将开始利用核聚变中产生的氦-3时产生的能源。

由于长时间停留在低重力环境中,人们将面临肌肉骨骼的松软。因而亟待建造一些简单的锻炼机器,以改善月球居民的生活状况。初步构想是建造一部100米宽的离心机,在地球上建造并在月球上组装,该机器给工作,娱乐和生活等提供多样的空间,并且它会在制定时间旋转,使住户能够充分利用空间的所有表面。

阶段3:重建

在过去的五年中,月球定居点已经逐渐扩展到阿尔法基地以外数百公里,圆环模块化建筑单元成为新殖民地的基本居住结构。

这个时候一个全新的设想开始逐步投入建设:大规模月球环面。这是一个全新的阶段,巨大的环状结构从尘土中升起。

这将是一个上下颠倒的城市,居住着数以百万计的人口,里面的人们可以呼吸地球上一样的空气。随着旅游单元扩展到更大的区域范围,全新的旅行项目开发,将带来月球旅游业及投资业的繁荣。

阶段4:重新部署

随着地球及月球上的技术突变,太空飞船和太空栖息技术得到发展,我们开始培训第一批火星殖民队,建造月球大功率驱动飞行器使殖民队登录火星。

此时,月球环面基地将成为大规模移民的永久居住地,并作为火星与地球间的一个过渡、休息、训练的“太空驿站。”

LOOKING THROUGH THE MOON

Yiling Chu, Yao Ding, Yan-Fei Jiang & Hui Tian 
(China) 

月亮之眼

月球表面布满了成千上万的,直径从几公里到几百公里不等的陨石坑, 这些陨石坑为太空建筑提供了天然的基地,特别是靠近南极的陨石坑,能几乎不间断地接收太阳辐射,并且在地表上温度波动很小。 科学家还认为,南极的一些陨石坑中甚至存在水,这对月球的定居至关重要。

每个抛物线形状的火山口的保护层都可作为观察浩瀚宇宙的望远镜,因为它们不会像大气层中受到衍射的限制,这些望远镜可以达到前所未有的角度及分辨率。

同时由于较小的重力,望远镜的直径也能大幅提高,这将再次增大其分辨率。从而让我们能使用月球望远镜轻松地直接观测到太空中各种令人难以置信的星体与奇观,例如超大质量黑洞周围的星带,甚至是来自外星文明的信号。

但由于月球容易遭到小行星的碰撞,我们需要寻找一些太空掩体发散的激光束改变这些小行星的路径,使它们避开月球上的建筑物。激光束的功率来自于储存着的太阳能或大型小行星的核能。

穹顶覆盖着的陨石坑,将作为人类居住的月球基地。足够大的火山口可以容纳为数较多的建筑群,这些建筑将位于月表之下,模拟地球上的生态环境。同时在圆顶下方会有第二个投影层。

基于此,我们的设计方案是创建一个“月表城市乌托邦”,这将是人类从未体验过的生活方式。

通过分析城市规划的功能和需要,我们在建筑环境和人类行为之间建立联系。通过划分和绘制不同规模的生活区域,将灵活地为使用人群带来便利。

丰富的城市景观通过月球表面的陨石坑折射出来,宛如一个地表下的彩虹花园。利用火山口内的凹形空间和圆形穹顶,在月球上创造一种“穹顶之下”的生活方式。

环形管道的输入和输出,水平和垂直的交通组织,连接着所有的建筑。透过“月亮之眼”我们能仰望星空,同时也能“脚踏实地”感受月球的心跳。

WOMB

Prapatsorn Sukkaset & Saran Chamroonkul 
(Thailand) 

月球胞体

现实世界的无聊与扭曲,让受到创伤的人们试图逃避这个星球,在太空总治愈自己。

在这里,我们的月亮乌托邦邀请所有的同胞,在“月之胞体”中重新孕育一切,让一切重新开始。

站在一片虚无之地上,面对新的环境,我们要探讨事物为何存在并且让居民认识到自己的真正意义。在城市中,会有摩天大楼、各种高层、中层、低层组合的建筑群,然而在这里:没有一个任何门和窗户。这是一个诗意的环境,没有这些墙壁和屋顶的庇护,我们该思考如何在混凝土建造的房间外生活。

门和窗,其他的装饰和特定的建筑细节,都是地球上用来衡量文明的刻度尺。

抛开这些,在这月之胞体的基地中,所有建筑都是一样的形状,没有名字、没有目的、没有衡量价值,每个都是一个个具像的圆形气泡。

在这里,人人平等公正,人人住在气泡之中,可以自由被运送到浴室,电影院,学校、汽车旅馆等公共设施。空间站是作为与地球的连接口,其功能类似于机场,当然还需太空工作人员来维护。

我们每个建筑单元的构想为何是气泡呢?因为气泡的胞体与孕育我们的母体子宫十分相似,也是我们每个人的诞生地。每个气泡只供给氧气和相应能源。当气泡中能量供应完毕,它就会移动开并主动避开其他气泡、最终破裂,就像细胞会进行分裂,复制以及细化以及衰老一样。

荒芜与空虚尽管无法治愈唯物主义的世界,但这里确实会让人更多地了解自己,更多地进行“自我剖析”,促使每个人进行终身冥想。

他们面临的每一个问题,永远都不属于这里。

在“月之胞体”,我们没有名字,没有目的,有的只是不断地对 “自我剖析”。

PLATINUM CITY

Sean Thomas Allen 
(UK) 

铂金之城

城市居民:3000个“后人类月球公民”。

城市规模:目前城市规模从市中心到太空电梯港口,横跨7公里并持续不断增长,亟待对基地进行人工气候的更新和景观的扩展。

概念细节:在世界上第一个后人类小行星的采矿行业诞生之后,出生在铂金之城的新居民坐,在位于月球赤道上这个城市的一个宏伟的小行星火山口深处,骄傲地俯瞰整座城市。

这是世界上第一个自给自足的月球殖民地,也是一座被认为是有机的智能城市,巨大的无人驾驶飞机制造的小行星表层结构体系采用实时技术,并通过纤细的碳纳米管系绳锚定在富含白金的罗塞塔小行星上,直插人造大气进入浩瀚无垠的太空。

受最近 “2015年太空行动”的启发,该设计项目将能够合法利用太空资源,有逻辑性地探索世界上第一个后人类城市所产生的建筑性影响及其构造的表现。

这个研究将Peter Baufu的“八大未来[后人类]的建筑转型”背景下的未来技术和城市理念推断为铂金之城的设计规划、城市构造和环境议程。通过独创的解放式生成性设计的研究,对计算机组件进行系统地3D扫描,诞生了一种全新的后人类建筑语言。

因此,铂金之城将这些生物机械化与叙述化的特性交织在一起,就像是修剪整齐的花园和良好润滑性的机器之间一样,并将其体现在城市组织中。

主导产业:

1.白金小行星采矿和提炼

2.后人类相关研究

3.太空旅游(如月球水疗中心,利用小行星水库中通过太空电梯从地球运输的储备的水资源)

联想是一家中国的跨国电脑科技公司,他们正在开发第一个合成人类,并在月球上创建了世界上第一个“邮政人文主义”的研究设施,试图让自己从工业间谍工作中解放,来摆脱尘世伦理的束缚法律。在火山口区为12个前沿的科学家团队提供安全的住宿和实验室。他们旨在模糊动物和机器之间的界限,让人工智能具有感知力,基于“充电式景观”,产生一个布有电鳗的水乡郊区,它的能源被用来驱动城市,并被科学家用来加速技术的改进与进化。

项目施工:

施工飞行器将根据自白金矿山和精炼工艺生产的废弃小行星风化石,来建设铂金之城的3D打印结构。专业预制模块预先建造好并通过太空电梯运输到月球,然后由施工飞行器在现场进行组装。

后人类建筑宣言:

我们必须努力生活在后人类技术的乌托邦之中:一种极速转变、反应灵敏、适应极强的结构形式。

这是一个变化的、工具化的物理感知城市,能够监控我们的行为和日常生活,收集、处理数据并响应人们的需求。

非物质化的城市永远不会成为静滞的过去、沉重的遗址;相反,我们必须努力建设一个具有活力的、轻便的、可渗透的城市。诸如控制论计划的这种后人类技术,将通过增加生物与机器之间之间的交流,模糊两者的界限,将有感知力的人工智能提升到新的水平。

这项技术应该在城市级别的规模上进行人与机器之间分布式应用,并通过实时编码实现两者之间的动态交换,来监测和维护这些系统。我们需要立即行动起来!

THE AEROSPHERE

Stephanie Stiers

(Canada)

穿越星系的大气薄膜

月球作为地球唯一的一个天然卫星,它映射在我们的历史车轮中,也即将见证着我们走进太空的第一步。

虽然月球贴近地球, 但目前它还不适合人类的长期居住。为了满足人类向宇宙起航和移民星系的长期需求,在月球上建造人工大气层至关重要,通过这层大气可以为移居月球的人们提供一个太空避难所,甚至是成为宜居的栖息地。

我们设想以一个软球形结构的填充着大气层的太空薄膜,来实现其内部的生命系统的舒适性并维持着能量的循环。

人造大气薄膜在月球的白天会变得透明, 浩瀚的星空和蔚蓝的地球都能透过大气折射在薄膜内旅客的视线中;但每当夜晚降临,为了满足旅客生活的私密性, 薄膜便会变回不透明。这层大气薄膜就像是旅客的外套,保护着人们的生命所需,并让他们用一种独特的方式体验太空。

通过大气薄膜来到月球的每一个旅客将有机会体验到太空逃生、挣脱重力、追随阿波罗的脚步等独特的太空冒险,而人造大气薄膜将能保证每一个冒险活动所需的安全环境。

这份旅行计划始行于地球,飞行器通过外氦壳提供的动力穿过大气平流层。当电磁环系统锁定后,它的外氦壳开始脱落并使它加速驶向月球。

经过一段太空旅行后,在接近月球大气前, 飞行器受触发开始减速,随后在穿过人造大气时逐渐减速,并最终平稳着陆在月球表面。着陆过程将为飞行器储蓄巨大的能量,为下一次飞行器返回地球的发射做好准备。这为时两周的太空旅行一定会给每一位旅客带来别致的体验!

LUNAR OASIS: WHERE SPACE BECOMES PLACE

Edward Chew

(Malaysia)

月球绿洲

我们假设在140年后,伴随着人类太空殖民化和航天时代的到来,人类首次登陆并定居于月球。

正如地球上人类的发展历程,一旦在月球上建造足够的住房,提供必需的食物和能够呼吸的空气,月球人口便会呈现指数性增多。下一步便是满足人们逐渐需要的心理和精神方面的福祉。

2110年:月球绿洲计划

早期殖民者为了躲避巨大的太空辐射和昼夜极端的温度,他们在马吕斯山坑和熔岩管道下居住。经过数十年的开采,地下基地开始扩大和发展,并逐渐成为一个容纳适当的娱乐设施的月球居住空间。

使用现有的先进施工技术, 月球殖民者能够在山坑的顶部建造一个膨胀性的圆顶结构, 并通过使用熔岩管道进行密封与填充,实现薄膜覆盖的微生态圈。

由于在土壤粉尘烧结工艺的进展,采矿业可以通过对Helium-3进行萃取获得资源,从而避免熔岩内部时常出现的表皮裂缝,以确保栖息地始终密封。这样的烧结技术也被用于建筑物。

为了进一步提高基地的可居住性, 殖民者开始利用大量的植被来 "绿化" 我们的底下洞穴。随着植物的生长,我们开始种植自己的庄稼、饲养自己的牲畜—而所需能量都来自于聚变反应堆。

车辆仅能在月球表面使用而非洞穴中,因为现只在月球表面建造了车轨。从马吕斯山坑何中央绿色公园周围的建筑群仰望星河, 能见到地球横跨天空的宇宙奇观。

以人为本的空间,没有车辆的步行化系统,同心化的空间设置更容易让每个居民平等地进行社交,并产生更强的归属感。

绿洲家园:

月球绿洲追求的并非 "静止的完美", 而是“动态的衍生”:即居民自发性的需求、生物的自然进化。

我们希望月球绿洲不仅是一个太空避难所, 更希望它可以成为每一个居住者的精神家园:是的,隐于月球土壤之下,这是一个月亮乌托邦。

月亮乌托邦·人民选择奖

◣PEOPLE'S CHOICE

An out of this world challenge...

MODULPIA

Alessandro Giorgi, Cai Feng, Siyuan Pan & Esteban Analuiza 

(Italy / China / Ecuador) 

模块乌托邦

基于“简单、经济和可持续的月球定居基地”这个目标,我们根据聚合系统Weair-Phelan结构,设计了一种独特的基地形式,形成了适合未来太空居住的有机景观。

Weaire-Phelan泡沫结构由五面体构成的不规则十二面体及两个六边形和十二个五边形面构成的十四面体组成。

基于这种独特的且具有高度重复性和构造性的几何结构,我们建立了一个模块化的月球系统,简单随机但同时满足功能最小化,便于施工和组装,并确保每个单元的舒适性。 一旦我们构建了这样的模块,它将成为一个可以自由移动拼接的“儿童游戏”。

月球混凝土(或硫磺混凝土):

出于生态和经济原因的担忧,我们需要使用月球上的资源构建出作为模块结构的原材料的新型混凝土。 由于硫磺在月球上的大量存在,能否使用硫磺来作为混凝土原材料?

建造过程:

我们将分阶段对基地进行建造。

起初,加工工厂将3D打印并生产第一个建筑模块,由于我们尚未能够应对月球辐射,我们只能将这些模块通过“熔岩管道”安装在地下,作为研究实验室。随着工作人员的研究,基地将逐步扩大,直到移动到下一个有利位置。

月球之上:

尽管在地表下更容易保护建筑模块,但我们模块的灵活性必然致使我们在地表上继续建造月球基地,这意味着未来居民的生活质量的极大提高,同时我们可以充分利用阳光来转化为能源,并维持着工厂、实验室的循环系统。

设想中的辐射防护罩由保护性多层蒙皮和双层真空层实现,从而达到隔热的效果。 熔岩管会为我们提供逃生的路线以及紧急安全住房,以便居民躲避陨石撞击。

位置:

能源资源的利用至关重要,尤其是利用我们需要最大限度地利用光照,才能保证足够的生活能源。我们的项目将在Schackelton火山口附近的南极开始。

资源:

我们采用物理化学生命支持系统。PLSS系统能够产生的氧气,滤除二氧化碳后,通过化学和机械过程产生并回收水资源。同时植物光合作用去除二氧化碳,产生氧气,并产生饮用水。

月亮乌托邦·亚军!

◣Runner up

An out of this world challenge...

MOMENTUM VIRIUM IN L1

Sergio Bianchi, Jonghak Kim, Simone Fracasso & Alejandro Jorge Velazco Ramirez 
(Italy / South Korea / Peru) 

拉格朗日L1点·月球空间站

月球上有丰富的资源可以被探索和利用。 然而值得重视的是,月球本身一直以来对我们都具有非常重要的意义,因此我们要尽可能地尊重和并保存它的原始状态。

然而在月球土壤上创建出宜居的空间耗时耗力,同时效率低下。

基于此,我们设想:如果空间站不是直接建于地表之上,而是环绕月球轨道并与月球建有一个相连接的电缆线会怎样?这个电缆可以在不改变月球原始状态的情况下作为人类开发和调查月球资源的太空电梯。

技术说明:

1.轨道问题和形态控制系统:

给定两个天体,则必然存在5个不同的拉格朗日点(其中每个点所在位置上的物体满足受力矢量和为零,即与两个天体相对静止)。

月球空间站将被放置在拉格朗日L1点上(L1点在地球与月球的连线上,且距离月球表面55'000公里),由于L1是一个不稳定点,因此需要不断调整空间站的位置和方向。利用特定结构产生的陀螺效应可以控制其旋转,来调整空间站的形态。

2.材料特性和工作站规模:

空间站中的“居住环”使用的材料轻而坚固,主要为铝(密度2'700千克/立方米,80%,可直接从月球中获得)和钛(密度4'500千克/立方米,20%)合金。而与“居住环”相接的磁悬浮结构,是使用100%纯度的钛以产生与重量成比例增加的最佳陀螺效应。

为了使其平衡,空间反射镜(100%铍,1'850 kg /m³)将作为该站的配重,放置在120'000公里以外并通过另一根碳纳米管电缆连接到空间站。随着初始人口每增加10万人,环的半径分别为:

1)R1 = 1600米

2)R2 = 3,200米

3)R3 = 4,800米

假设居住换的截面为矩形(为了简化计算),厚度为0.5m,环的总体积为3.4864×10 7 m 3,总质量为1.06×10 ^ 11kg。

3.能源再生系统:

在太空中生活最重要的一个方面便是能源的供应:通过使用非常高效的太阳能感光单元,覆盖足够大的区域面积来满足空间站的能量需求。

事实上,如果沿着居住环的外圈和内圈的侧表面上(500m宽)放置单元,便可以获得6.4×106m^2的有用面积。假设平均照射功率为1'400瓦/平方米,效率为45%,则总产生的能量可达4.32GW。

月亮乌托邦·冠军!

◣Winner

An out of this world challenge...

Lunar Test Lab

Monika Lipinska, Laura Nadine Olivier & Inci Lize Ogun 
(Poland / Germany / Italy-Turkey) 

月球试验基地

这个实验基地是对月球生活和空间探索的未来设想。

这个设计概念非常简单:人口逐渐移民到月球将在几年的时间中慢慢发生,从一开始简化而单一的满足一批批宇航员居住与研究的需求,转向逐渐满足更多的人的使用需求。

随着实验基地的扩展和智能化,像你我这样的普通人将能够前往月球并体验一个太空基地的发展扩张。

它将在太空中提供能够种植果蔬等植物的场地,并尝试3D和4D打印,让人们在这种全新的环境中生存。最关键的是,专业的宇航员将与那些对外太空充满热情的旅客携手合作,努力寻找全新的且具有吸引力的生活方式,来疏解拯救日益艰巨的地球环境。

月球试点实验基地的解决方案,是基于俄罗斯Babushka娃娃品牌的想法,即一层保护下一层。

居住地是一个类似于豆荚的舱体,它涵盖私人宿舍,公共房间,温室,以及实验室和维持月球生命的必要操作间。 在“豆荚舱体”和最外层的保护膜之间是介于可居住和不可居住空间之间的保护性“灰空间”。

它的最重要的结构是外保护膜,基于简单的折纸原理,可以由3D打印并且在现场自行组装。

这是一种通过感知太阳风的压力变化而不断塑形的编程化的碳纤维材料。这种外膜作为一个覆盖整个基地的保护壳,也具备再生水和氧气的能力,这是项目的关键点。月球表面的太阳风包含一定的氢原子,这些氢原子可以被外壳捕获、储存并转化为有用的氧原子,从而有助于维持居住地的生命。

外壳保护膜被分成几层,其中:

第一层包含吸收和传输氢阳离子(H+)所需的水溶液(湿的氢阳离子比干燥的氢阳离子更稳定)。

第二层的反渗透引擎具有三个模块,每个模块都含有在月壤中广泛存在的元素阴离子,如铁(Fe),硅(Si),氯化物(Cl)和氮(N)。它们由纳米多孔薄膜层维持着原子一个模块向另一个模块的传输,从而保持原子始终沿着较低密度的同一方向进行迁移。

基于反向透析的概念,包裹住这些模块的发动机被分成不同的纳米多孔层,并包含以下溶液:Fe(OH)2,SiCl4和SiO2。由于阴离子效应,氢元素穿过各层时会与每层的溶液发生化学反应,并最终从产生氧气和水。

九个月球空间方案

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编辑 ✎ 卡夫卡李呸呸


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1条评论
钅氵
钅氵 2018-07-10 08:23:07 回复 0

维护好地球资源会比去月球简单许多,但是我觉得过不了多久就会到月球,人类文明的发展

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作者:记录真实的设计
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