有弹性的外星栖息地研究所正在努力确保其他行星上的第一个长期定居点是安全的,不受诸如类流星体与月球相撞或火星上猛烈沙尘暴等危险的影响。
普渡大学瑞斯研究所所长雪莉·戴克说,她注意到电视上描绘的其他星球上的栖息地看起来并不真实。为了让居住者存活,另一个星球上的栖息地系统必须更加复杂,甚至更加智能。
机械和土木工程学教授戴克说:“我们决定开始研究的不是我们如何到达火星,而是一旦我们到达火星,我们如何在那里茁壮成长。”“我们如何建造能够维持生命和应对所有危险的栖息地,同时又能让人们感到舒适,并在探索和科学方面保持事物的运转?”
作为研究的一部分,RETH研究所将在普渡大学的Herrick实验室建造一个四分之一规模的栖息地。这种包含各种子系统的结构将允许对一些组件进行物理测试,而对其他组件则在虚拟上下文中进行检查。
戴克说:“我们的想法是,我们可以把这些碎片换进换出,来研究栖息地系统的不同方面。”“我们可以研究子系统之间的相互作用,并了解如何让它们以所需的方式可靠地执行任务。”
该研究集中在三个具体的栖息地特征:适应性、智力和自主性。我们的目标是开发智能栖息地,能够对变化和任务中可能出现的任何问题做出反应,同时仍能保持居住者的完整性、安全性和内部的科学性。
戴克说,恢复力水平是这项工作的关键,创造出能够抵御任何数量的危险的栖息地。这包括一些在地球上通常不存在的问题。
“最大的问题是这些栖息地将不得不应对的极端危险,”她说。“当有辐射暴露、Marsquake或沙尘暴发生时会发生什么,以及我们如何建立一个能够生存并适应所有这些事情的栖息地。”
栖息地生存的部分原因还在于,当问题发生时,能够意识到它们的存在。将研究多种类型的传感设备,以确定不仅监测生境结构状况,而且监测包括生命维持和环境控制在内的生境系统的最佳方法。
自动机器人还将作为一种识别、诊断和修复结构性和系统性问题的方法进行研究。
戴克说:“在诸如空间这样的极端环境中,如果暖通空调出了故障,或者建筑结构受到某种破坏,那么环境控制就会受到影响。”“级联故障可能会发生,你需要严格控制栖息地的状况,所以如果出了什么问题,你必须能够修复它,或者意识到如果不这样做的后果。”
RETH研究所是一个跨学科的合作组织,由来自普渡大学和其他三所大学的21名研究人员以及两名工业合作伙伴组成,目的是研究超时空栖息地的必要条件。
第一次RETH研究始于2017年,由普渡大学教务长办公室资助。最近,美国国家航空航天局太空技术任务理事会宣布,在未来5年的时间里,将向RETH研究所提供总计1500万美元的资金。
戴克说,该栖息地的最终目标是为人类服务。但并不是每个模块都有持续的人类存在。
“人类会周期性地出现,栖息地必须为它们做好准备,”她说。“这个栖息地必须过渡到一种状态,在这种状态下,人类可以进来,在那里舒适地生活,一两个月后离开。然后,该栖息地将继续运作,直到下一次人类出现。”
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