进入空间建设的新兴世界

德克萨斯州A&M's Patrick Suermann有一个使命:弄清楚如何在空间中建立。这是地球合成的承包商可以从新兴的空间建设领域学习。
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很久以前,在远离德克萨斯州大学城的佛罗里达小镇上,年轻的帕特里克·苏尔曼惊叹于航天飞机从靠近大西洋海岸的肯尼迪航天中心发射升空。

今天,Suermann仍然被太空探索的潜力所吸引,但在某种程度上有些出乎意料。

Suermann的兴趣并不是建立在如何返回月球或者人类首次火星之旅的要求上。相反,身为美国空军退伍军人和土木工程师的苏尔曼,对建立在外太空建造所需的新知识和新流程感兴趣。

作为德克萨斯A&M大学建筑学院建设科学系的负责人,Suermann是一些跨学科研究小组的一部分,研究了空间建设的新兴世界。

Suermann的主要研究计划,外星工程与建设(EXTEC)的目标是找出在太空自主建造的潜力。他也是德州A&M太空联盟(TAMSA)的一员,这是一个更大的跨学科小组,包括与NASA的合作倡议。

“这还在建设中,”Suermann谈到太空建设的潜力时说。“这是你能做的最简朴、最远征式的建筑。”

为新领域

空间建设在2017年抵达德克萨斯州A&M的时候,空间建设最初不是苏梅纳的头脑。截至目的,他的专业知识主要是建设信息建模(BIM),他在收到他的博士时掌握的主题。从佛罗里达大学2009年。

虽然他喜欢像孩子那样建造的东西,但是苏默兰人最初没有设想建筑和工程的职业 - 更不用说成为空间建设中的领先人物之一。

高中毕业后,苏尔曼决定进入位于科罗拉多州科罗拉多斯普林斯的美国空军学院学习,认为自己将来会成为一名飞行员。但当他到达时,他发现自己有部分色盲。

因此,苏尔曼没有成为一名飞行员,而是学习了土木工程,他在空军服役了20多年,在遥远的地方,如格陵兰岛和太平洋上的小岛关岛等基地建设项目。

当苏梅金的空军职业生涯结束时,他于2017年加入德克萨斯州A&M作为教育者,他的部门主席告诉他,他不得不踏上建筑科学领域的某种开创性研究。

“所以,我在想,'好的,好吧,我带上桌子的专业知识是什么?”苏默兰说。“我有什么联系?”我一直回来,'好的,空军,政府;我已经曾在过去的DARPA [国防高级研究项目机构]。“而且,我在空间建设上定居。”

在月球上建造

在月球上建造房屋的挑战始于其独特的环境,也结束于其独特的环境。

Suermann说:“它离我们238000英里远。”“那里的重力是地球上的六分之一。所有基于地球的东西,在地球上运动都是基于扭矩。这要归功于重力。嗯,月球上基本上没有重力。所以,在月球上待很长一段时间,你需要做的事情要少得多。”

一个更大的挑战可能是人类可以用来在月球上建造的设备的性质。

Suermann说:“仅仅把一公斤的东西送到月球就需要每公斤100万美元。”“所以,你不会有巨大的设备,甚至实际上也不会有好处。你只需要彻底改造每一个关于如何完成我们在地球上所做的事情的想法。”

“这是一个有趣的部分,”苏尔曼补充道。“这是狂野的西部 - 它很开放。”

苏尔曼说,除了这些问题之外,另一个重点领域是管理构成月球表面的材料。它的表面由一层它自己的松散岩石材料组成,称为风化层。由于接近零重力的环境,处理表面材料尤其棘手。

更重要的是,在月球表面上建立不像挖掘污垢洞作为基于地球的建筑项目的基础,不同形式的易氧性遍布月球表面。这使得潜在的月球建设进行了灰尘控制。

“The ultimate hope is to be able to figure out where you’re going to land on the moon, know what’s there already, and then maximize the makeup of that material, add some more stuff to it, and then through a densification process, make it into a landing pod or roads or ways to do dust control,” Suermann said.

真正的危险在于确保表面风化层不会向上排入环境中。Suermann说:“你可能会完全喷砂。你可能会破坏它,因为它是凝集的。我是说,就像玻璃一样。我会把玻璃碎片扔得到处都是。”

把太空建设带到地球上来

地球上的承包商对空间建设的进步是什么意思?

毕竟,尽管了解在近零重力环境下进行建筑的可能性以及管理复杂且有潜在危险的月球风化层的过程令人印象深刻,但当涉及到传统的地球建筑时,大多数建筑专业人员仍面临许多挑战。

Suermann表示,最大的交叉领域可能是自动建造。

例如,他在他目前的学期教学中的一个课程是建造的制造,而且整个班级完全用机器人教导。

“现在,我们有一个小型的ABB机器人,”Suermann说。“我们希望得到更多的大型项目,可以进行托盘建筑、砖石、干墙等类似的工作。这些都是已经有运动的地区。最终将会出现一些额外制造的砖石型单元。”

更多地学习空间中的自主建筑只能帮助地球区域的进步。

“我认为我们都同意自治建设和人类的大脑和机器人的武器是建设的未来在哪里,”赛德曼说。“所以,这就是我的希望 - 如果我们可以用农历建设把一些石头放在池塘里,那就是在地球上奥斯特里建设中的那些涟漪效应。”