blogtsk
Trong Hạng mục Thiết kế, vị trí đầu tiên thuộc về kỹ sư kiến trúc Mohamed Emad cho thiết kế MarSpine của anh ấy . Lấy cảm hứng từ cấu trúc Voronoi mạnh mẽ của lá sen súng lilypad, Emad đã thiết kế MarsSpine như một hệ thống khép kín dựa vào Sử dụng tài nguyên tại chỗ (ISRU) để cung cấp vật liệu xây dựng, thực phẩm, nước, điện năng, nơi ở và giải trí cho cư dân của nó .
Cảm hứng cho thiết kế MarSpine rất rõ ràng khi nhìn từ trên xuống, nó trông giống như mặt dưới của một chiếc lilypad – tức là một gai trung tâm chia cấu trúc thành hai phần với mạng lưới các đường gân kéo dài đến cạnh. Đối với MarSpine , đây là điểm phân phối cho các phần trên mặt đất và dưới bề mặt của cấu trúc, cũng như hành lang chính cung cấp lối vào bề mặt và các phần khác nhau của nội thất.
Bản thân cấu trúc sẽ được in 3D từ đá phong hóa tại chỗ và kết hợp với các ống nano carbon đúc sẵn để đảm bảo rằng nó chắc chắn và bền, nhưng cũng linh hoạt. Vỏ ngoài sau đó được xử lý bằng vải sợi thủy tinh – polytetrafluoroethylene (PTFE) – làm giảm ma sát từ bụi trong không khí, cung cấp thêm khả năng chống tia cực tím và đảm bảo nhiệt độ ổn định bên trong. Như Emad nói với Universe Today qua email:
“Trên sao Hỏa, thách thức thực sự là làm thế nào để sử dụng tốt nhất các nguồn tài nguyên của nó để xây dựng một hệ thống khép kín… Sử dụng tài nguyên tại chỗ (ISRU) là câu trả lời, với việc sử dụng đá phong hóa của sao Hỏa, sản xuất oxy từ bầu khí quyển sao Hỏa, sản xuất điện từ các tấm pin mặt trời và khai thác nước.“Với nguồn cảm hứng từ phép đo sinh học, cấu trúc mang tính biểu tượng của lilypad là [nơi] bắt đầu tốt nhất… vì mạng lưới các cấu trúc xương sườn trong lilypad đại diện cho hệ thống khép kín của Sử dụng tài nguyên tại chỗ cho cấu trúc trang trại (ISRU).”
Ngoài việc thu hoạch đá phong hóa địa phương để xây dựng cấu trúc và sản xuất khí oxy trực tiếp từ khí quyển, MarSpine còn dựa vào hệ thống sợi quang học và thấu kính theo dõi Fresnel để khai thác ánh sáng mặt trời và đưa nó đến các khu vực nông nghiệp bên trong. Nền móng cũng được cung cấp các bộ giảm xóc để giữ cho cấu trúc ổn định trong trường hợp xảy ra trận động đất lớn. Nhưng có lẽ điểm thu hút lớn nhất là tính năng của cấu trúc “Con mắt”.
Nằm ở một đầu của cấu trúc Cột sống, Con mắt được thiết kế đặc biệt để phục vụ một khía cạnh quan trọng nhất đối với sức khỏe của phi hành đoàn, đó là sự khang lạc của họ! Như Emad đã mô tả nó:
“Dù phi hành đoàn được đào tạo tốt đến đâu, các vấn đề về hành vi do bị cô lập trong một không gian trong thời gian dài là không thể tránh khỏi. The Eye là khu vực giải trí của phi hành gia, được cung cấp nền tảng Thực tế ảo, một khu vực dành cho các phi hành gia nơi họ có thể dành thời gian giải trí giống như cách họ trên Trái đất và quan sát đường chân trời của sao Hỏa trong một lớp kính sáng, kín gió. để hỗ trợ sức khỏe tinh thần và chức năng nhận thức của họ trong suốt nhiệm vụ của họ. “
Để phù hợp với ý tưởng sống tốt và không chỉ tồn tại, Emad đã thiết kế MarSpine để phù hợp với ba loại hệ thống nông nghiệp tự duy trì. Chúng bao gồm “mảng miếng đệm”, nơi hạt giống Trái đất được trồng trong đất sao Hỏa; aquaponics, nơi cây được trồng trong nước cùng với các loại cá khác nhau; và thủy canh, nơi cây được trồng mà không cần sử dụng đất.
Ba hệ thống này đảm bảo rằng có thể trồng được nhiều loại thực phẩm, sau đó các phi hành đoàn có thể sử dụng để tạo ra một thực đơn với nhiều lựa chọn khác nhau. Điều này phù hợp với một chương trình khác do Mars City Design tổ chức, đó là Gala Lễ Sao Hỏa hàng năm .
Vị trí thứ ba trong Hạng mục Thiết kế thuộc về Khaled AlLabban, một kiến trúc sư trẻ đến từ Dubai (UAE), với thiết kế Thành phố Barchan của anh ấy . Cấu trúc này lấy tên từ Cồn cát Barchan – một trong những đặc điểm nổi tiếng nhất của sao Hỏa – nằm ở vùng đất thấp của Acidalia Planitia. Giống như Barchans ở đây trên Trái đất, những đụn cát trên sao Hỏa này có hình lưỡi liềm và hình thành ở những vùng cát thường xuyên có gió lớn. Như AlLabban mô tả nó:
“Trọng tâm chính của thành phố là trồng trọt. Nó cung cấp nhiều cơ sở trồng trọt, khu dân cư, không gian làm việc và các dịch vụ cần thiết để duy trì chúng. Đây là bước tiếp theo hướng tới một cộng đồng đầy đủ chức năng, độc lập và lấy thực vật làm trung tâm. ”
Bắt chước những cấu trúc tương tự này, khái niệm của AlLabban bao gồm nhiều cụm hình đụn cát được liên kết với nhau để tạo thành một thành phố. Cũng được lấy cảm hứng từ cách thực vật và cây cối thích nghi với điều kiện khắc nghiệt trên Trái đất, các cụm khác nhau được sắp xếp theo chiều cao và mức độ bảo vệ mà chúng yêu cầu. Chúng tuân theo hướng gió, bắt chước địa hình địa phương và có thể hòa hợp với môi trường.
Thiết kế tổng thể yêu cầu ba thành phần tích hợp: cấu trúc bên ngoài, da và cột kết cấu. Cấu trúc ngoại vi có dạng tế bào, xác định thiết kế của mặt tiền và giúp phân phối áp lực lên các cột kết cấu. Những cột này là cấu trúc chịu lực chính của thành phố và có thể vươn cao hơn do trọng lực trên sao Hỏa thấp hơn (~ 38% so với những gì chúng ta trải nghiệm trên Trái đất).
Da chứa các khoang nuôi trồng tảo giúp lọc khí CO 2 từ khí quyển và không khí của thành phố, xử lý nó với nước thải và sinh khối để tạo ra oxy, nước uống và phân bón. Các hệ thống thực phẩm có bản chất khép kín và sinh học, dựa trên sự kết hợp của các trang trại khí canh thẳng đứng và cuối cùng là canh tác trên đất.
Ở một đầu, các lò phản ứng sinh học chuyển hóa CO 2 , chất thải của con người, sinh khối và nước xám thành chất dinh dưỡng để bón cây. Đến lượt nó, chúng tạo ra thức ăn và ôxy để duy trì sự sống, cộng với sinh khối bổ sung cho các lò phản ứng sinh học. Theo thời gian, cấu trúc có thể được mở rộng để bao gồm các phức hợp bổ sung, cho phép nhiều hoạt động hơn. Với ý tưởng truyền cảm hứng của mình, AlLabban cũng giành được giải thưởng Người chiến thắng được yêu thích nhất cho cuộc thi năm nay.
Và trong Hạng mục Kiến trúc , vị trí đầu tiên thuộc về Guiseppe Calabrese của Úc và Ý, cho thiết kế Sprout của anh ấy . Khái niệm cho ý tưởng của Calabrese dựa trên thực tế rõ ràng mà nông nghiệp đang gặp phải trên Trái đất, đó là sự tàn phá môi trường tự nhiên và sản xuất hàng loạt chất thải. Đáp lại, Calabrese đề xuất một hệ thống biến chất thải thành năng lượng và quy trình nông nghiệp bền vững.
Cũng như MarSpine và các khái niệm khác, Calabrese đã chọn miệng núi lửa Jezero (phía nam vùng châu thổ nổi tiếng của nó) làm địa điểm cho thành phố của mình. Cốt lõi của nó là Ngôi nhà Quyền lực Xanh, một khái niệm được sáng chế bởi Michael Smith, chủ tịch của REGENiTECH LLC ) mô phỏng thiên nhiên để cung cấp cho nhu cầu của con người. Sử dụng vật liệu giàu sắt và magiê từ đồng bằng, sợi bazan chiết xuất và nhựa sinh học, robot sẽ in 3D các khối xây dựng giống như lego.
Những thứ này sẽ được sắp xếp trên nền móng in 3D để tạo ra ngôi nhà năng lượng lục giác. Sau khi đi vào hoạt động, nó sẽ dựa vào ba loại lò phản ứng tự nhiên để biến chất thải thành tài nguyên và tạo ra điện. Đầu tiên, có các lò phản ứng quang sinh học chuyển đổi “chất thải sinh học” thành năng lượng và cải tạo đất. Thứ hai, có các lò phản ứng sinh học kỵ khí chuyển đổi sinh khối tảo thành mêtan, hydro và phân hữu cơ.
Cuối cùng, đó là các động cơ carbon hữu cơ, chuyển đổi sinh khối thành than sinh học – được khóa bên trong carbon và tạo ra đất khi được nung nóng đến 538 ° C (1000 ° F) trong điều kiện không có oxy. Từ cấu trúc trung tâm, các robot sẽ xếp các viên gạch giống lego để tạo ra các bức tường chắn cho các trụ nhà kính và mô-đun môi trường sống – mỗi mô-đun sẽ được phủ bằng các hầm Nubian in 3D và kính silica để đón ánh sáng tự nhiên.
Sau khi hoàn thành các bức tường bên ngoài và mái nhà, các trụ nhà kính điều áp sẽ được mở ra bên trong và các robot sẽ gieo hạt để trồng trọt. Các bộ thu năng lượng mặt trời với các phần tử LED sẽ được đặt bên ngoài để thu thập phần lớn ánh sáng dùng để nuôi cây. Vào thời điểm cư dân đến sao Hỏa, những loại cây trồng này sẽ sinh sôi nảy nở và sẵn sàng thu hoạch. Tại thời điểm này, tính chất khép kín của Colony sẽ được thiết lập, với các nhà máy cung cấp sinh khối cho nhà máy điện và nhà máy cung cấp than sinh học, phân bón và cải tạo đất. Các cư dân sau đó sẽ giám sát thành phố mở rộng, thêm nhiều nhà kính, một kho hạt giống và một khu vực trồng côn trùng (để bổ sung thêm protein). Hệ thống không tạo ra chất thải và có thể hoạt động trong bất kỳ môi trường nào, có thể là trên sao Hỏa hoặc Trái đất.
Sáng tạo có phương pháp sẽ giúp chúng ta vượt qua các lối mòn tư duy. Liệu có nơi nào giảng dạy bạn cách sáng tạo? Khoá học ngắn hạn “PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO và ĐỔI MỚI” được giảng dạy uy tín, chất lượng tại Trung tâm Sáng tạo Khoa học–kỹ thuật (TSK) thuộc trường Khoa Học Tự Nhiên sẽ lời đáp hữu ích cho bạn. Bạn có thể điền thông tin tại đây hoặc liên hệ số điện thoại: (028) 38 301 743; 089 668 36 31 để thực hiện đăng ký.
