聚合物打印的”太空栖息地“，用于探索外太空

2022年7月，南极熊获悉，瑞士寄宿学校Institut auf dem Rosenberg的学生与丹麦设计工作室SAGA Space Architects合作，3D打印了一个23英尺高的外太空栖息地。

Rosenberg Space Habitat (RSH)由3D打印经验丰富的Ingersoll Machine Tools和Camozzi Group一起建造，是世界上最高的聚合物建筑之一。学生们将其用作实验室来探索外太空的生活对健康的影响并测试先进的太空系统。

来自Rosenberg的Bernhard Gademann 说：“在 Rosenberg，将教育融入现实生活是我们工作的核心，而不是只关注单纯的学术。我们的目标是让参与者及早接触先进的太空探索问题，让我们的学生从协作和整体的角度来处理和解决复杂的问题。”


△Rosenberg 太空栖息地安装在 Institut auf dem Rosenberg 的实验性“未来公园”。图片来自 Institut auf dem Rosenberg。

SAGA Space Architects 的月球专业知识
在SAGA Space Architects的合作帮助下，瑞士学生实现了建立模拟外太空生活环境的目标。SAGA Space Architects使用“Terra-Tech”为外太空部署创造未来主义的生活空间。通过这种方法，该公司将拓扑优化、衍生式设计和3D打印相结合，以构建建筑结构。

迄今为止，SAGA Space Architects 已经利用Terra-Tech建立了从办公空间到房屋到再到外太空环境的制造。其中，“ ROSIE ”房屋，具有与 Ingersoll Machine Tools相同的3D打印外壁结构。该公司目前正在与美国海军合作，建造世界上最大的金属3D打印机，未来该打印机将用于建造单体船体。

该设计工作室也是新成立的3DCP集团的一部分，3DCP集团与COBOD刚刚合作建造了丹麦第一个混凝土3D打印住宅。除了承诺在Holstebro建造这座37平方米的房子外，该公司还继续改进如何使用3D打印来创建建筑，并与罗森伯格的学生合作，现在它已成功建成了太空栖息地。


△SAGA Space Architects 正在帮助建造丹麦第一个混凝土 3D 打印房屋。照片来自 SAGA 空间建筑师。

外太空生活的研究
在人类首次登陆月球 53 年后，RSH于2022年7月20日揭幕，RSH旨在让下一代了解在外太空生活和工作的环境。该项目始于两年多前，当时Rosenberg的学生帮助 SAGA Space Architects 解决了它在格陵兰岛部署的实验性月球栖息地的问题。

受此经验的启发，该团队随后开始为波士顿动力公司制造的机器人Spot设计了一所房子。从这些最初的概念开始，RSH这个想法发展成为现在一个成熟的三层研究实验室。RSH 的外壳是在米兰 3D 打印的，而其内部结构是在哥本哈根与Ingersoll Machine Tools和Camozzi Group一起建造的。

据学生们说，在建筑中使用聚合物 3D 打印是“创新性的”，聚合物能够提供比混凝土更多的功能。RSH团队还在材料中使用了紫外线稳定剂。他们发现这样可以使原料灵活、耐用和可回收，从而使他们能够将其分解并在需要时重新打印。

该建筑可同时容纳两名人员，该结构将作为一个研究中心，学生可以在这里沉浸式学习，培养创造性解决问题的技能。在其三层楼中，第一层包括卫生、实验室研究和与ABB机器人等设施。第二层和第三层用于其他工作、娱乐活动和睡眠。 在测试方面，RSH预计将进行探索人类生活的实验以及专注于开发软件和硬件的实验，例如远程任务控制系统。该设施还将开展远程生活环境中的感官刺激研究，并使用自动化机电一体化和人工智能深度学习程序等先进技术。

SAGA Space Architects 创始人 Sebastian Frederiksen 说：“罗森伯格太空栖息地是模拟太空栖息地中最先进的。因为这是世界上最高的 3D 打印塑料‘房子’。居住地已经建好了，下面就要开始研究和教育，希望我们能学到很多关于在月球上生活的知识。”

使用月球风化层建造居住地

●Rosenberg团队的项目已经使用3D打印聚合物建造了一个太空居住地，但其他地方的研究通常集中在使用月球风化层来建造这样的结构。新南威尔士大学的工程师正在与Luyten合作，加速Platypus Galacticas的研发，这是一种龙门式 3D 打印机，能够从月球土壤中建造结构。


△Luyten 的 Platypus Galacticas 月球 3D 打印机效果图。图片来自 Luyten。

●另一方面，来自不伦瑞克工业大学和汉诺威激光中心(LZH) 的科学家们首次在零重力下进行了 3D 打印的月球风化层。作为实验性 MOONRISE 项目的一部分，该团队在他们的“MIRA3D”月球车上安装了一个定制的激光器，然后用它将月尘熔化成形状。


△该团队的 MOONRISE 激光器可以安装在月球车上，以便在月球上制造长期结构。图片来自 LZH。

●最近，美国宇航局肯尼迪航天中心和AI SpaceFactory还公布了3D 打印的“LINA”月球前哨设计。该设施旨在由风化层-聚合物复合材料建造，旨在作为一个持久的结构，能够支持长期居住和未来前往其他星球的旅行。


△3D 打印的 LINA 月球前哨站渲染图。图片来自 AI SpaceFactory。