ICON 3D打印火星模拟栖息地，为人类未来移居火星未雨绸缪

南极熊导读：火星，我们的邻居，太阳系内和地球最像的行星。截至2021年8月6日，中国首辆火星车“祝融号”已经在火星表面工作了82个火星日，累计行程里程突破800米！一直以来，人类都没有停下探索火星的步伐。不仅是火星，人类有一天总会移民更多的星球，探测、登陆、定居……

近日，南极熊获悉，来自德克萨斯州的建筑公司ICON正计划3D打印一个栖息地，以求准确地再现了未来宇航员访问火星表面时将经历的条件。不难想到，这样一个建筑项目目的就是为了未来的火星移民提前做好准备工作。

这个代号为 "Mars Dune Alpha "的1700平方英尺的建筑结构将使用ICON公司的Vulcan 3D打印机建造，并在NASA的约翰逊太空中心进行长期任务模拟。NASA通过为期三年的实地测试，来评估其营养系统的功效，以及长期暴露在红色星球条件下的身体和行为影响。

△美国航天局

ICON的首席执行官JasonBallard说："这是人类有史以来建造的保真度最高的模拟栖息地，我们希望开发出最真实的模拟场地，以帮助人类实现向星空扩张的梦想。3D打印栖息地向我们进一步说明，规模性建筑的3D打印是人类在地球上的‘工具包’的重要一部分，要想去月球和火星，就必须留下来先把这个工具包装备好。Mars Dune Alpha的目的也非常明确，那就是为人类在另一个星球上生活做好准备。"

△ICON公司在美国宇航局约翰逊航天中心建造中的火星沙丘阿尔法（Mars Dune Alpha）。照片来自ICON公司

ICON移居地外空间的雄心

ICON利用其专有的Vulcan 3D打印机（可打印面积约为2000平方英尺），在过去几年中已经开始了一个规模巨大的跨国建设计划。早在2018年，该公司筹集了900万美元，并与非营利组织 "New Story"合作，将其中的一些现金用于在美国建造第一个授权的打印房屋。

从那时起，ICON已经扩大了其3D打印机的使用范围，例如为拉丁美洲的无家可归者搭建了一个经济适用房社区，以及为美国海军陆战队搭建了巨大的 "车辆隐藏结构"。该公司还不断升级其技术，今年早些时候公布了下一代Vulcan系统的计划，这套打印系统的速度是原来的两倍，建造容量为3000平方英尺。

由于ICON的技术在速度、规模和设计灵活性上的提高，它们现在也越来越多地被应用到航空航天来源。2021年3月，ICON公司与美国宇航局合作开发了世界上第一个3D打印的月球发射和着陆垫，它不仅能够经受静态射击测试，而且被证明可以重复使用。

垫子本身也是用月球岩石生产的，因此将来可以在月球上进行3D打印，使NASA能够减少向太空发射建筑材料的相关成本。同样，作为Olympus项目的一部分，ICON现在正在开发一个用于月球部署的地球外建筑系统，这只是该公司在诸多美国国家航空航天局的应用案例之一。

△ICON的 "下一代 "Vulcan 3D打印机。图片来自ICON公司

辅助任务——CHAPEA

由建筑公司Bjarke Ingels Group（BIG）设计的Mars Dune Alpha正在从头开始建造，以模拟宇航员在火星表面有可能的生存体验。据ICON公司称，该建筑将具有不同特征的天花板高度，由一个总体的外壳分割，每个区域都为船员提供"独特的体验"，以避免空间的单调和疲劳。

在布局方面，火星基地将包括四个私人住所、工作站、医疗站和种植食物的区域，并在两者之间找到共享生活空间。栖息地还将配备可定制的照明、温度和声音控制，以及可移动的家具，使居住的宇航员能够真正把它变成一个家。

一旦准备就绪，Mars Dune Alpha将被部署在美国宇航局的乘员健康和性能探索模拟任务中，即 "CHAPEA "任务。从本质上讲，这项计划需要进行为期一年的一系列火星表面模拟，旨在为该机构在未来的长期任务中的风险、资源和船员管理战略提供信息。

为了准备长期的模拟研究，美国宇航局现在已经开始招募志愿者，让他们呆在ICON的3D打印栖息地内。申请加入CHAPEA机组并参加2022年秋季开始的一年任务也正在接受报名，截止日期直到2021年9月中旬。

BIG的创始人BjarkeIngels补充说："我们与美国宇航局和ICON一起，从人类自身的经验出发，调查人类移居到另一个星球上的家会带来什么。从这个栖息地研究中获得的数据将直接为美国宇航局的长期探索任务标准提供信息，因此，将有可能为新的火星新生活奠定基础。火星沙丘阿尔法将使我们离成为一个多行星物种更近一步。"

△ICON的Vulcan 3D打印机在建造Mars Dune Alpha时挤出其专有的Lavacrete材料。照片来自ICON公司

建筑业3D打印的腾飞

尽管ICON在航空航天领域的探索在建筑3D打印领域有些罕见，但混凝土增材制造结构的规模仍在快速增长。就在上个月，迪拜水电局（DEWA）开设了一个完全3D打印的研发中心，这可以使其在运营方面取得重大进展。

同时，在英国即将建成的高速2号（HS2）铁路网伦敦终点站的承包商宣布了3D打印隧道元素的计划。通过采用ChangeMaker 3D的 "Printfrastructure "技术，这个项目的工程师们旨在加快该线路的建设，并比以前的建设模式更加环保。

在其他地方，在荷兰，建筑公司BAM和WeberBeamix已经开始建造世界上最长的3D打印混凝土人行桥。一旦在奈梅亨市建成，该结构将达到29.5米（或97英尺）的长度，比目前由清华大学团队建造的记录保持者还要长11英尺。