Марсианские хроники. Архитектура иных планет

editor / Архитектура /

С 9 по 11 октября в Киеве в рамках конференции Architecture of the Future выступят участники организованных американским аэрокосмическим агентством NASA конкурсов проектов жилья для земных колонистов на других планетах. Совместно с организаторами и спикерами конференции мы решили разобраться, что работа над космическими проектами дает земной архитектуре и человеческой цивилизации в целом.

Отношение к Марсу у нескольких поколений наших соотечественников было сформировано фразой «Есть ли жизнь на Марсе? Нет ли жизни на Марсе? Это науке неизвестно». 63 года прошло с тех пор, как она прозвучала в фильме Эльдара Рязанова «Карнавальная ночь», а реплика все также актуальна. Споры о жизни на Марсе не утихают, однако их шум перекрывают громкие новости о реализации проектов марсианской архитектуры. В 2018 г. агентство NASA объявило открытый конкурс 3D-Printed Habitat Challenge, в шорт-лист которого вошел проект архитектурной студии HASSELL + EOS. До этого в организованных Национальным аэрокосмическим агентством конкурсах принимала участие команда нью-йоркского бюро SEArch+. Совместно с Clouds Architecture Office они создали проект Mars Ice House, лидировавший в 1 этапе конкурса NASA 2015 Centennial Challenge. В партнерстве с Apis Cor бюро SEArch+ победило в 1‑м и 2‑м этапе конкурса 3D-Printed Habitat Challenge. Совсем недавно проект SEArch+ под названием Mars X-House одержал победу в конкурсе 100 % Virtual Design. Абсолютными чемпионами марсианского марафона стали ребята из AI SpaceFactory, представившие MARSHA — прототип будущего марсианского жилища для колонистов с Земли.

Проект MARSHA предполагает новаторский по сравнению с прошлыми предложениями подход к конструкции марсианского жилья — вместо бункера или низкого купола AI SpaceFactory создали вертикальное сооружение

На ежегодной архитектурной конференции по новым технологиям «Архитектура Будущего» выступят представители победивших студий — Кристина Чиардулло, партнер компании SEArch+, Ксавье Де Кестелье, руководитель Департамента технологий проектирования и инноваций студии HASSELL, Дэвид Малотт, исполнительный директор и арт-директор AI SpaceFactory. Кристина, Ксавье и Джеффри Монте, руководитель отдела Внеземной архитектуры и систем AI SpaceFactory, рассказали о работе над проектом и об опыте, который они получили.

Джеффри Монте, руководитель отдела Внеземной архитектуры и систем AI SpaceFactory

PRAGMATIKA.MEDIA: Почему вы решили принять участие в конкурсе NASA 3D-Printed Habitat Challenge?

Ксавье Де Кестелье: У меня уже был опыт проектирования космических сред обитания. Кроме того, я более 10 лет занимаюсь архитектурной 3D-печатью, так что этот конкурс показался мне идеальным вызовом, который я принял.

Джеффри Монте: С 2015 г. конкурс 3D-Printed Challenge состоит из трех независимых, тематически связанных между собой этапов. Команда AI SpaceFactory присоединилась к 3‑му из них, где участникам предстояло не только разработать среду обитания с высоким уровнем детализации, но и создать ее прототип. В качестве независимого космического архитектора вместе с группой друзей и бывших коллег я участвовал в разработке дизайна среды обитания Mars Ice House (Джеффри Монте вместе с SEArch и Clouds Architecture Office работал над проектом Mars Ice House, который победил в NASA’s 2015 Centennial Challenge. — Прим. ред.). Снова приняв вызов совместно с AI SpaceFactory, я убедился, что MARSHA — это абсолютно новый вид среды обитания. Как архитектор, я смотрел на все предложенные раннее пузыри, куполы и скрытые бункеры и хотел заполнить пустоту новым дизайном. Проект MARSHA совершенен с точки зрения дизайна. В нем мы уделили внимание всем основным физическим проблемам (термическим, структурным, строительным процессам, материалам) и ограничениям, с которыми столкнутся те, кто отправится с миссией на Марс, а также пытались решить проблему психологического давления, которое будет ожидаемо испытывать экипаж.

Мы разрабатываем среду обитания для Марса, потому что для продолжения жизни нам нужна мечта

Р.М.: Почему Марс? Почему именно ему отдают предпочтение?

Кристина Чиардулло: Ваш вопрос можно интерпретировать по‑разному. Например, почему именно Марс, а не Луна или не любое другое тело Солнечной системы? Несмотря на абсолютную суровость Марса, условия на этой планете наиболее близки к привычным земным. И даже более благоприятны, чем на Луне. Также, учитывая масштабы, в пользу Марса играет разумное расстояние: перелет с Земли на Красную планету займет полгода. Если мы хотим покинуть нашу колыбель, должны делать небольшие шаги. Почему Марс с людьми, а не роботами? В то время как дополненная и виртуальная реальности вызывают масштабные дискуссии, мне кажется, есть нечто очень волнующее в самой идее, что где‑то кроме Земли обитают представители нашего вида. И мы сами становимся непосредственными участниками процесса освоения Космоса. Почему Марс, а не Земля? Почему бы не потратить свои деньги и идеи на обустройство нашего дома? Эти две возможности не взаимоисключающи — мы можем развивать дизайн для космоса, для замкнутых устойчивых сред обитания, продолжая одновременно проектировать и для Земли. Проект освоения Марса для меня не резервная работа, а скорее параллельное и дополняющее занятие. Почему Марс и Космос вообще? По моим личным ощущениям, у человечества всегда были мечты — будь то исследование неизвестного или создание произведений искусства, или работа для достижения благополучия всего сообщества. Мы разрабатываем среду обитания для Марса, потому что для продолжения жизни нам нужна мечта.

Архитекторы AI SpaceFactory разработали интерьеры каждого из помещений марсианского сооружения, включая комнату для оказания срочной медицинской помощи

Р.М.: Как в работе над проектом на Марсе вам помог опыт реализации земных проектов?

Ксавье Де Кестелье: С одной стороны, опыт работы с 3D-печатью действительно помог нам в разработке проекта для Марса с технической точки зрения. Однако с чисто архитектурных позиций едва ли смогу назвать какие‑то конкретные приемы, которые облегчили нам разработку схемы проекта. Я бы сказал, что свою роль сыграл здесь фокус на дизайне. Перед нами стояла задача, которую нужно было решать, не имея заранее определенных предположений о том, что представляет собой среда обитания. Полагаю, что отсутствие прямого опыта работы с ней даже полезно.

Джеффри Монте: Архитектура на Земле играет важную роль в формировании нашего образа жизни. На Марсе эта роль становится еще более важной, поскольку архитектура превращается в прямом смысле в машину, которая поддерживает в нас жизнь.

В условиях Марса роль архитектуры становится еще более важной, поскольку она превращается в прямом смысле в машину, которая обеспечивает человеческую жизнь

Р.М.: Кристина, а какую роль ваше философское образование сыграло в разработке проектов гуманистического дизайна и архитектуры на Марсе?

Кристина Чиардулло: Я получила степень бакалавра в области астрофизики и философии. Это два разных подхода к одним и тем же вопросам, которые задают, пытаясь понять мир, в котором мы живем. Образование в области философии во многом совпадает с образованием в области архитектуры. Философия предлагает изучать то, что, по вашему мнению, вы и так хорошо знаете, и то, что вы считаете само собой разумеющимся. Философия предлагает отбросить предположения и сконцентрироваться на фактах. Так и с архитектурой, заниматься которой — значит отбросить все, что мы думаем об искусственной среде, и начать с чистого листа.

Простой на первый взгляд вопрос типа «насколько большим должно быть замкнутое пространство?» превращается в целую серию: каковы размеры человеческого тела в рамках этой гравитации? как в этом контексте движется тело? как оно воспринимает пространство без того масштаба, который на Земле формируется окружающим нас пейзажем? должно ли замкнутое пространство подходить одному человеку или многим людям? каковы культурные нормы и стандарты для жилищ в разных частях планеты и почему они сформировались такими? А также какие материалы необходимы для создания объекта и каковы их технологические ограничения? Или, наоборот, какие машины нам нужно создать, чтобы получить материал искомых параметров? Если же вы работаете в условиях космоса, начинаете с нуля, вне привычных условий (а иногда даже без ориентации — в невесомости), это означает, что вы имеете дело с существенными ограничениями, которые, с одной стороны, часто сводятся к природе человеческого разума и тела, а, с другой — к проблемам фундаментальной физики.

Проект MARSHA перерос в TERA – первое сооружение на Земле, созданное с помощью 3D-печати по космическим технологиям

MARSHA защищает людей от суровых условий Марса — экстремальных температур, пыльных бурь и радиации

Р.М.: Какие природные условия Марса вы учитывали при работе над проектом?

Ксавье Де Кестелье: Факторы окружающей среды на Марсе схожи с земными, с той лишь разницей, что они более экстремальные. Например, для защиты людей, находящихся внутри зданий, от избыточного солнечного света на Земле мы используем фасадные жалюзи. На Марсе нам тоже потребуется защита от прямых солнечных лучей. Только в отсутствие там магнитного поля Солнце будет бомбардировать нас еще и высоким уровнем радиоактивного гамма-излучения. Таким образом, архитекторов будут волновать не просто проблемы слишком яркого света или перегрева здания, это действительно будет вопрос жизни и смерти. При этом другие естественные факторы будут оказывать гораздо меньшее влияние на Марсе. Например, ветер скоростью в 200 км / ч будет ощущаться как легкий бриз, поскольку атмосфера на Красной планете в 100 раз менее плотная, чем на Земле. Помните первую сцену в «Марсианине», где Мэтта Дэймона практически уносит во время сильного шторма? В реальных условиях он едва бы почувствовал легкое дуновение. Поэтому здания и сооружения там не требуют высоких показателей ветроустойчивости.

Команда бюро HASSELL из Лондона и Сан-Франциско совместно с инженерами Eckersley O’Callaghan (EOC) создали конструкцию капсул, которые собираются вместе, образуя закрытые пространства, где проходит работа и жизнь колонистов

Джеффри Монте: В космической архитектуре для успеха миссии имеет значение каждое дизайнерское решение. Структуры должны быть упругими, а внутренняя планировка — соответствовать требованиям миссии. И поскольку создание устойчивого социума и поддержание психического здоровья также имеют решающее значение, дома в космосе должны быть «гуманистическими». Проект MARSHA разработан с учетом этих требований. Мы предусмотрели отверстие в крыше, циркадное освещение, имитирующее естественный свет на Земле, пространство для перемещения и личные пространства. Мой фаворит — «серая зона» между внутренней и внешней оболочками, потому что она делает интерьер особенным. Для каждого члена команды конец жилой зоны — это не конец его мира. Это демонстрируют визуализации интерьеров MARSHA.

Факторы окружающей среды на Марсе схожи с земными — с той лишь разницей, что они более экстремальные

Окружающая среда на Марсе с ее высокими уровнями радиации, арктическими температурами и прочими особенностями, невозможность транспортировки материалов с Земли диктуют необходимость разработки материалов и конструкций, защищающих людей от внешних воздействий и доступных к производству и сборке до прибытия людей. Вместе с Techmer мы разработали сверхпрочный биополимерный композит на основе марсианского базальта, а для строительства предложили использовать наших роботов. Этот полимер не только является биоразлагаемым и пригодным для повторного использования строительным материалом, он как минимум на 50 % прочнее бетона. Благодаря низкой атомной массе он является эффективным экраном от ионизирующего космического излучения, а его низкая проводимость делает его эффективным изолятором от экстремальных условий окружающей среды.

Ксавье де Кестелье, руководитель Департамента технологий проектирования и инноваций студии HASSELL

Р.М.: Какие задачи вы ставили перед началом проекта NASA 3D-Printed Habitat Challenge? Что в проекте стало для вас настоящим испытанием?

Кристина Чиардулло: Мы всегда пытаемся по возможности мыслить нестандартно, предлагая уникальные решения. Но в данной ситуации трудной задачей для нас было установить границу — когда в будущем мы получим возможность реализации наших идей и какие технологии сможем использовать? Какая инфраструктура уже существует? Что нужно будет отложить на далекое будущее и что станет возможным уже через несколько лет? Наш виртуальный проект для конкурсного первого уровня основывался на предположении, что в качестве основной границы среды обитания на Марсе можно будет использовать развертываемую или надувную конструкцию, созданную на Земле, поскольку эта технология уже доступна сегодня. Но уже на втором уровне мы бросили вызов сами себе и представили среду обитания будущих колонистов в виде объекта, созданного с помощью 3D-печати из биополимера. Наш проект не стал воплощением существующих технологий — в конечном итоге нам пришлось спроектировать собственное видение ситуации, описывающее технологии, которые нам только следует развивать. Это довольно спекулятивное решение, и пока нет способа проверить, будет ли что‑то работать.

В основе проекта команды HASSELL — человекоцентричность: колонисты должны не просто успешно работать на Марсе, но и получать удовольствие от жизни там

Джеффри Монте: Таким вызовом для нас стала разработка строительного материала. В нынешней парадигме космических миссий все полностью зависит от того, сколько топлива нужно на единицу массы космического аппарата. Каждые 10 фунтов ракеты требуют 90 фунтов топлива. Ответом на этот вызов является ISRU — использование ресурсов на месте. ISRU — это технический термин для обозначения «жизни за пределами Земли» и ориентир, который отделяет простой форпост или лагерь от поселения или деревни. Вместо того, чтобы думать о доставке материалов с далекой родины, каждый создает артефакты, используя местные материальные ресурсы. Преодоление этого порога развития является предпосылкой самодостаточности.

Отсутствие прямого опыта в работе с марсианской средой обитания пошло проекту на пользу

Р.М.: Какие требования предъявлялись к проектам NASA 3D-Printed Habitat Challenge? Как они вас вдохновили? Как пределы выносливости человеческих тел и условия Марса помогли вам развить проект? Может ли архитектура расширить возможности человеческого тела и разума?

Кристина Чиардулло: NASA ограничило нас во многом. У них за плечами десятилетия исследований, и они опираются на эти знания, чтобы вести нас в нужном направлении. Исследования таких материалов, как реголит и базальтовое волокно, стали основой нашей работы. У конкурса 3D-печати было еще больше ограничений, с которыми мы бы не столкнулись на Марсе — это масштабы и скорость печати. Мы сделали все возможное, чтобы удовлетворить требования демонстрационной модели, в то же время показывая, что возможно для Марса.

HASSELL создал дизайн жилья марсианских колонистов, который вошел в десятку лучших проектов конкурса NASA 3D Printing Centennial Challenge

Попытка примирить человеческое тело, эволюционировавшее для жизни на Земле, с условиями Марса — вот что вдохновляет нас в этой работе. Мы не знаем, как человеческое тело будет реагировать на 1 / 3 гравитации, и мы не знаем, как человеческий разум станет реагировать на жизнь только в закрытом помещении вдали от дома. Мы верим, что люди будут процветать с естественным светом и способностью смотреть на ландшафт. Но суровые радиационные условия на Марсе ограничивают нас в возможности реализации окон. После консультации с экспертами по радиации мы обнаружили, что марсианская атмосфера более плотная вдоль горизонта, и поэтому у нас могут быть отверстия, которые допускают низкий угол дневного света. Мы представляем, что это основа некой марсианской народной архитектуры.

Джеффри Монте: Человеческое тело очень несовершенно. Посмотрите на то, что сейчас есть на Земле: она похожа на рай, где у вас есть все, что вам надо по сравнению с Марсом. Я предлагаю относиться с критикой к чрезмерно оптимистичным взглядам на космическое будущее, которое похоже на утопию. Нам нужно проектировать будущее, оглядываясь в прошлое. Решение инженерных задач — это только детали.

На Марсе архитекторов станут волновать не просто проблемы слишком яркого света или перегрева здания, это действительно будет вопрос жизни и смерти

Р.М.: Ксавье, готовы ли вы к тому, что архитектурные и инженерные решения, предложенные HASSELL + EOC для NASA 3D Printed Habitat Challenge, будут реализованы на Марсе?

Ксавье Де Кестелье: Думаю, что мы определенно готовы к этому. Хотя освоение космоса часто рассматривается как преимущественно инженерная или научная деятельность, считаю, что очень важно вовлечь в этот процесс архитекторов и дизайнеров, потому что о самих астронавтах часто забывают и считают, что они нуждаются в средствах для выживания, а не в условиях для комфортной жизни в космосе.

Кристина Чиардулло, партнер компании SEArch+

Р.М.: Кристина, кого вы привлекли к совместной работе над проектом? Я заметила, что в SEArch + LLC есть четыре женщины и один мужчина, что довольно необычно для студий в области архитектуры / дизайна. Как вы можете объяснить этот гендерный дисбаланс?

Кристина Чиардулло: Лучшая часть того, что мы делаем, появилась благодаря сотрудничеству с учеными и инженерами, экспертами из NASA, научных кругов или промышленности. Это специалисты, изучающие радиацию, планетарные геологи, эксперты в области льда, материаловеды и физики. Нам нравится уже сегодня решать проблемы, которые еще только потенциально могут возникнуть. Мы любим спрашивать «может ли это теоретически быть возможным?» и сотрудничать с учеными, которые говорят «да!» в ответ на такие вызовы. Мы собрали разнообразную команду, которая раздвигает границы возможного.

Попытка примирить человеческое тело, эволюционировавшее для жизни на Земле, с условиями Марса — вот что вдохновляет нас в этой̆ работе

Работа в такой команде и осознание того, что никто, кроме нас самих, не построит наше будущее, возможность объединения различных профессиональных навыков для достижения общего решения также имеет решающее значение для команды. Конечно, от нас уходили специалисты, которым не удалось встроиться в команду. Возможно, поэтому в группе осталось больше женщин, которые просто хотят работать — с ограничениями, которые выставляет нам NASA, с консультантами и друг с другом.

Р.М.: Какие интересные архитектурные или технические решения, которые, возможно, будете использовать в дальнейшем, вы нашли?

Ксавье Де Кестелье: Мы рассмотрели надувные конструкции и то, как они могут выйти за рамки своего раннего применения в 60‑х гг. прошлого века. Сейчас мы думаем о возможности реализации одной из таких конструкций в натуральную величину, чтобы затем использовать ее в качестве аналога среды обитания на Марсе.

Конкурс 3D-Printed Habitat Challenge позволил командам SEArch+ и Apis Cor протестировать свои навыки в области 3D-моделирования. Знания, которые они приобрели на конкурсе, уже применяются в разработке бюджетного жилья на Земле

Кристина Чиардулло: Проектирование пространства действительно заставляет стараться использовать все локальные ресурсы для создания замкнутого пространства и устойчивой архитектуры с пониманием ответственности как перед людьми, так и перед окружающей средой.

Джеффри Монте: Прямо сейчас мы в реальной жизни применяем знания, которые извлекли из MARSHA, чтобы создать еще один поток проектов на Земле. Мы планируем создать на Земле трехмерные печатные объекты, которые обладают невероятным потенциалом. Они будут более устойчивыми, чем традиционные конструкции, особенно бетонные и стальные. Это семейство сооружений будет называться TERA, и в этом году начнется строительство таких объектов на участке в северной части штата Нью-Йорк. Каждое здание TERA будет основываться на предыдущем, пока мы не достигнем высоко автономных структурно-исполненных сред обитания. И так же, как в случае с MARSHA мы получили знания, используемые теперь в работе над TERA, весь этот опыт перенесем на наше внеземное проектирование.

Прямо сейчас мы в реальной жизни применяем знания, которые извлекли из MARSHA

Р.М.: Как изменилось ваше понимание роли архитектуры с тех пор, как вы начали работать над проектами жилья на Марсе?

Кристина Чиардулло: Работа над проектами на Марсе позволяет увидеть, как мы привыкли к доступности материалов, инфраструктуры и ресурсов здесь на Земле. Ты уже не можешь просто нарисовать окно — нужно продумать каждый шаг, понять, откуда получишь материалы для него, как, где и почему его разместишь, как будет осуществлена его герметичность. Такой подход к работе действительно требует мышления типа cradle-to-cradle.

Дизайн MARS X House разработан SEArch+ и Apis Cor для нейтрализации радиации. Он позволяет максимально использовать естественное освещение и все возможности марсианского ландшафта

Это заставляет меня ценить саму возможность выйти из дома, открыть окно и наслаждаться жизнью за пределами здания. В космосе вся жизнь будет проходить внутри некой структуры. При этом архитектура на Земле сегодня настолько закрыта, что она вполне сравнима с космической — большинство людей 90 % своего времени проводят внутри здания. Я радуюсь, что могу проектировать для среды, не созданной человеком, и чувствовать свободу жизни за пределами закрытых пространств.

 

Текст: Ирина Белан