Градове на Марс: как архитектите проектират живот на Червената планета

Проектирането на град на Марс е може би най-екстремната архитектурна задача, която може да си представим. Няма дишащ въздух, няма защитно магнитно поле, температурите падат далеч под нулата, а всеки килограм материал, донесен от Земята, струва огромни усилия.

И все пак архитекти, инженери и космически агенции работят сериозно по темата. Не само защото някой ден може да се наложи, а и защото решенията за Марс ни учат как да строим по-пестеливо и по-умно и тук.

Какво представляват концепциите за градове на Марс?

Това са проекти за жилищни, работни и изследователски пространства, които биха могли да поддържат човешки живот на Марс за дълго време. На този етап те съществуват като архитектурни концепции, конкурсни проекти, инженерни прототипи и симулационни бази на Земята – нито един човек все още не е стъпвал на Червената планета.

Повечето концепции минават през три етапа: малка изследователска база за няколко души, разрастващо се селище и, в далечна перспектива, самоподдържащ се град.

С какви условия трябва да се справи архитектурата на Марс?

Основните предизвикателства са радиацията, студът, разреденият въздух и доставката на материали.

• Радиация – без плътна атмосфера и глобално магнитно поле повърхността е изложена на космическа и слънчева радиация. Жилищата трябва да имат дебела защитна обвивка или да са частично под земята.
• Атмосфера – много разредена и съставена предимно от въглероден диоксид. Всяко обитаемо пространство трябва да е херметично и под налягане, почти като подводница.
• Температура – средните температури са значително под нулата, с големи денонощни колебания.
• Прах – финият прах и прашните бури покриват слънчевите панели и навлизат в механизмите.
• Гравитация – приблизително една трета от земната; дългосрочното ѝ влияние върху човешкото тяло все още се изследва.
• Логистика – доставките от Земята са редки и скъпи, затова строителството трябва да разчита максимално на местни ресурси.

Как изглеждат архитектурните решения?

Повечето концепции комбинират няколко подхода, всеки със своите плюсове и минуси.

Надуваеми модули

Леки за транспорт и бързи за разгъване. Сами по себе си не пазят добре от радиация, затова често се покриват с насипан марсиански реголит.

3D принтирани обвивки

Роботи отпечатват стени от смес на местен реголит и свързващо вещество. Предимството е, че почти не се пренася строителен материал от Земята.

Подземни и полуподземни пространства

Естествени пещери и лавови тръби биха дали готова защита от радиация и температурни колебания. Недостатъкът е липсата на дневна светлина и сложният достъп.

Ледени черупки

Някои концепции използват воден лед като обвивка – той пропуска светлина и същевременно спира част от радиацията.

Общото между тях е, че формата не е въпрос на стил, а на физика: куполи, цилиндри и черупки понасят вътрешното налягане най-добре.

Енергия и вътрешна среда

Без надеждна енергия няма живот на Марс. Слънчевите панели дават по-малко мощност, отколкото на Земята, и се нуждаят от почистване от прах, затова много концепции предвиждат и компактни ядрени източници. Вътре архитектите предлагат оранжерии, които едновременно дават храна, влажност и зелена гледка, общи пространства за екипажа и изкуствено осветление, което следва денонощния ритъм.

Кои реални проекти и прототипи съществуват?

Няколко проекта преминаха от рисунките към реални изпитания.

• NASA 3D-Printed Habitat Challenge – конкурс на NASA, в който екипи проектират и отпечатват в мащаб жилищни модули за Марс. Сред победителите е проектът MARSHA на AI SpaceFactory – висока вертикална черупка, отпечатана от композитен материал.
• Mars Dune Alpha, Хюстън – 3D принтирано жилище, отпечатано от компанията ICON по проект, разработен заедно с архитектурното бюро BIG. Използва се в програмата на NASA CHAPEA, в която екипажи живеят продължително време в изолация, симулираща мисия до Марс.
• Mars Desert Research Station, Юта – симулационна станция на организацията Mars Society в пустинята, където екипи тестват ежедневието, процедурите и технологиите за живот на Марс.
• SpaceX Starship – компанията на Илон Мъск разработва ракетата Starship с амбицията в бъдеще да пренася хора и товари до Марс и обявява дългосрочна цел за самоподдържащ се град.
• Mars One – нидерландски проект, който обяви план за постоянна колония, но през 2019 година компанията зад него фалира. Историята му е полезно напомняне колко далеч са смелите обявления от реалността.

Как би се реализирал град на Марс стъпка по стъпка?

Всички сериозни сценарии започват с роботи и малки бази, а не с градове.

1. Проучване – роботизирани мисии картографират терена, търсят подземен лед и стабилни места за строеж.
2. Доставка на оборудване – преди хората пристигат енергийни системи, роботи-строители и запаси.
3. Добив на местни ресурси – вода от леда, кислород от атмосферата, строителен материал от реголита.
4. Изграждане на първата база – защитени модули за малък екипаж, често частично покрити с реголит.
5. Затворени системи – рециклиране на въздух и вода, отглеждане на храна в оранжерии.
6. Разрастване – свързване на модулите в мрежа, общи пространства, работилници, лаборатории.
7. Самоподдържане – постепенно намаляване на зависимостта от доставки от Земята.

Какво научава земната архитектура от Марс?

Много повече, отколкото изглежда. Строителството с минимум внесени материали, 3D принтирането от местна пръст, затворените цикли на вода и енергия, херметичните и много добре изолирани обвивки – всичко това има пряко приложение в устойчивото строителство на Земята.

Има и по-човешки урок. Симулационните мисии показват колко важни са дневната светлина, растенията, личното пространство и гледката за психиката на хората в затворена среда. Това са същите въпроси, които си задаваме при проектирането на болници, общежития или малки градски жилища.

Дори визуализацията играе роля: преди да се построи какъвто и да е прототип, концепциите се проверяват в дигитални модели и във виртуална реалност, където бъдещите обитатели могат да „влязат“ и да усетят мащаба.

Как подхождаме в DARCH Projects

Марс е далеч, но инструментите за проектиране на бъдещето са тук. Работим с виртуална реалност и архитектурни анимации, с които можете да се разходите в концепция, която още не съществува – било то смела визия или вашият бъдещ дом.

Често задавани въпроси

Кога хората ще живеят на Марс?

Никой не може да посочи надеждна дата. Космически агенции и частни компании като SpaceX обявяват амбиции за пилотирани мисии, но сроковете многократно са се отлагали. Преди постоянно селище са нужни успешни полети с екипаж, безопасно кацане, системи за добив на вода и кислород и решения за защита от радиация. Засега животът на Марс се тества в симулации на Земята.

От какво ще се строят къщите на Марс?

Основната идея е да се използват местни материали, защото доставката от Земята е изключително скъпа. Марсианският реголит може да се смесва със свързващо вещество и да се отпечатва с 3D принтери, а ледът може да служи като защитна обвивка. Надуваеми модули, донесени от Земята, вероятно ще се комбинират с насипи от реголит за защита от радиация.

Какво е Mars Dune Alpha?

Mars Dune Alpha е 3D принтирано жилище в Космическия център „Джонсън“ на NASA в Хюстън, отпечатано от компанията ICON по проект, създаден съвместно с архитектурното бюро BIG. Използва се в програмата CHAPEA, в която доброволци живеят в него продължително време, за да се изследва как хората се справят с изолация, ограничени ресурси и ежедневни задачи, подобни на мисия до Марс.

Защо жилищата на Марс трябва да са под земята или покрити?

Защото Марс няма плътна атмосфера и глобално магнитно поле, които да спират космическата и слънчевата радиация. Дебел слой реголит, лед или скала над жилището намалява облъчването на хората. Подземните пространства и естествените лавови тръби освен това пазят от резките температурни промени и от микрометеорити, което ги прави привлекателни за бъдещи бази.