MARSHA: 3Dプリントされた垂直火星居住地

ニューヨークを拠点とする建築・テクノロジー企業 AI スペースファクトリーは、3D プリントされた先見性のある垂直住宅「MARSHA (MARS HAbitat)」の詳細を発表しました。 AI SpaceFactory は、NASA の 3D プリントハビタットチャレンジのフェーズ III: ティア I で第 2 位となり、約 21,000 ドルの賞金を獲得しました。

2014 年に始まった NASA の 3D プリント居住地チャレンジプログラムは、市民発明家に対し、現地のリソースを使用して居住地を積層製造できる新しい技術の開発を促し、将来月や火星などの場所に設置できる持続可能なシェルターの開発を促進することを目的としています。

NASA が深宇宙探査を進めるにつれて、信頼性の高い生命維持居住施設が不可欠になります。しかし、資材の輸送に関する大きな制約や、大気や地形の違いを考えると、火星の表面に構造物を建設することは並外れた挑戦です。 AI スペースファクトリーのソリューションは、火星の表面から収集された材料に依存しています。これは、インサイチュリソース利用 (ISRU) と呼ばれる技術によって実現されます。研究チームは、火星の岩石から抽出した玄武岩繊維と、火星で育った植物から加工した再生可能なバイオプラスチック（ポリ乳酸、PLA）の革新的なブレンドを開発している。玄武岩繊維は、炭素繊維やケブラー繊維に匹敵する優れた引張強度を持ちながら、製造がより簡単なことで知られています。

AI SpaceFactoryによれば、MARSHAは、低いドームや地中構造物に代表されるこれまでの火星の設計とは根本的に異なるものだという。代わりに、設計コンセプトでは、最大限のスペースと安全性を確保するために円筒形を使用します。この形状は火星の内部大気圧と構造的応力に合わせて最適化されています。

MARSHA は垂直方向に設置され、設置面積が小さいため、建設用ローバー車両が未知の地形を移動する必要性も減ります。代わりに、MARSHA は、3D プリントプロセス全体を通じて固定されたローバーに取り付けられた垂直伸縮アームで構成されています。

火星の極端な温度変動によって引き起こされる自然な膨張と収縮から居住空間を隔離するために、MARSHA は独自の二重殻システムを使用して圧力容器を居住領域から分離します。

MARSHA の機能エリアは 4 つのレベルに広がっており、可動性を促進し単調さを避けるユニークな内部雰囲気が特徴です。 2 つのシェルの間の空間は採光井戸として機能し、上部の大きな天窓と間欠窓を通して拡散した自然光がすべての階に届きます。このユニークな空間では、階段が階から階へと緩やかに弧を描いており、日常生活に新たな次元を加えています。

設計チームは、火星での 3D プリント専用の素材、玄武岩繊維強化ポリ乳酸 (bf-PLA) も開発しました。 PLA はリサイクル可能な強力な熱可塑性プラスチックであり、現場で製造できるという利点もあります。プラスチックの中で最も低い熱膨張係数を持ち、これは非常に安定しているチョップド玄武岩繊維との複合効果を実現するために不可欠です。バイオプラスチックである PLA 印刷からの排出物は、スチレンなどの高レベルの有毒粒子を放出する可能性がある石油化学プラスチックとは異なり、無害です。 PLA は電気伝導率が低いことで知られており、玄武岩は最も効果的な絶縁体の 1 つとして知られています。これらを組み合わせることで、極端な外部環境から保護します。

AI SpaceFactory は今後、NASA の現地 3D プリント居住地コンペティションの次のレベルに向けて、MARSHA プロジェクトに移行します。各チームは、ビルディングインフォメーションモデリングソフトウェアを使用して、組み込む必要のある構造物やシステムに関する許可を組み込んだ居住環境を設計する必要がありました。また、最終レベルの居住空間の 1:3 の機能プロトタイプを 3D プリントする必要もありました。

出典: 3Dプリンティングインテリジェンスネットワーク

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