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本文转自:凤凰空间
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中国“天问一号”火星探测器在年7月23日离开地球,历经6个月的飞行之后,进入火星轨道。年4月24日,“天问一号”携带的火星车被正式命名为“祝融号”。
在北京时间年5月15日8时20分左右,地球终于得到了来自火星的确认消息——“祝融号”成功登陆火星!
至此,中国成为全球继美国后,第二个能将火星车安全送入火星表面并正常运行的国家。
人类离移居火星的梦想,又近了一步。
“天问一号”着陆器及巡视器(图源:国家航天局)
我们为什么视火星为“第二故乡”?想要到这颗遥远的红色星球探险、开荒?
因为尽管火星自然环境恶劣,但它是太阳系内目前最适合人类生存的星体,而且火星上有大量固态冰,也就是有生命之源——水。
火星上深色细长的条痕,推测是由水流冲刷形成(图源:NASA)
于是,火星正在汇集无数科学家、工程师、建筑师的智慧,他们都在为未来的某一天能够开启火星时代而做着准备。
(图源:BjarkeIngelsGroup)
特别是很多建筑精英们,他们已经先将地球变成了移民火星的大型演练场:NormanFoster自年起就开始规划从太空船发射降落场到火星栖息地;BIG则在阿联酋沙漠开启了“火星科学城”的建设;NASA“火星栖息地3D打印比赛”和类似“火星城市设计”的民间设计竞赛也是此起彼伏。
阿联酋科学家MohammedbinRashid和BIG建筑事务所共同规划的“火星科学城”是在迪拜的沙漠中模拟火星表面的特征建造的一个现实模型(图源:BjarkeIngelsGroup)
福斯特建筑事务所为“月球村”项目设计的基地模型(Foster+Partners)
再宏大的规划,也需要将其拆解为一个一个具体的可执行项目。比如,在火星上做建筑所面临的一个重大难题就是——该用什么材料来建造火星基地?如何把地球上的材料运过去?
迄今为止,将0.45千克物质送入地球轨道的成本是一万美元左右,价格如此昂贵,也就是说人们几乎不可能把建筑材料从地球带到火星上去,要想在火星上扎根,科研工程人员必须“就地取材”,来搭建大部分建筑。
这时候,便是3D打印技术发挥作用的时候了。
火星上的原材料已经被证明可以用来制作不同类型的建筑材料,借由3D打印,在火星上盖房子就能实现。
在传统建筑材料中,常用的有木材、竹材、石材、混凝土、金属、水泥、砖瓦、陶瓷、玻璃等,3D打印则可以突破这些限制,将不可互融的材料通过新型方式混合,重新组合过的材料可以实现从单一结构到多元结构的转变,于是使用土壤、冰、砖、陶土、织物、复合材料等作为建筑材料都成为可能。而且,新材料兼多种原材料的属性,不仅在硬度、强度、韧性、耐热性、防腐蚀性等基本属性上会比传统建筑材料更厉害,它们还具备可降解、易分解等环保属性。
因为3D打印的加持,人类在建筑材料这件事上的想象,早就不局限于地球了。
01
合成纤维
使用合成纤维,是3D打印建筑最早的尝试之一。
年的英国伦敦,为了解决住房危机,试图建造大批民用性住房。SoftkillDesign为此研发了以纤维尼龙为结构的3D打印房屋部件,再将房屋部件组装为3D打印景观屋。ProtoHouse模型是由30个精细的纤维片组合成的一个整体的悬臂结构,这些单体纤维片不需要任何黏合材料,和采用砂石和混凝土的3D打印建筑相比,采用纤维尼龙的效果会更加完整而精致。这一概念性的建筑方式,使当时英国房屋建造的模式发生了历史性的转变。
ProtoHouse(图源:筑龙网)
ProtoHouse(图源:筑龙网)
在德国斯图加特ITKE建筑结构及其设计研究馆ICD计算设计研究院使用碳和玻璃纤维制作复合材料,建成了仿生学研究教学临时纤维展馆。
展馆呈五边形,使用线拉排布的模式进行网状式叠加,形成具有支撑结构的透明骨架体,结构稳定而复杂。复合纤维材料的使用,不仅提高了建造效率,还能更精准地完成建筑师的设计。
仿生学研究教学临时纤维展馆(图源:筑龙网)
02
塑料
塑料是3D打印行业中使用最多的材料,建筑师们也有所尝试。
位于荷兰阿姆斯特丹的DUSArchitects,是一个由设计师、建筑师、软件程序员、3D打印专家组成的专注于技术的创新的国际团队。
他们建造了一栋通过参数化设计的临时建筑,整个建筑立面采用生物塑料,通过3D打印技术建造,深蓝色部分的三角壁龛采用的是数字化的设计手法,建筑长椅部分的材料选择了高弹力、高强度的织物类材料,这些材料被粉碎处理并被循环利用,既环保,又能满足临时性建筑的要求。
临时展馆(图源:houseofdus.