تاثیر اکتشافات فضایی بر آینده معماری روی زمین
اکتشافات فضایی با درک بهتر جایگاه انسان در کیهان میتواند باعث تغییر زندگی در سیاره زمین به ویژه در زمینه معماری شود؛ راهحلهای نوآورانه برای حفظ زندگی در خشنترین محیطها (فضا) میتواند بعضی از چالشهای مهم موجود در زمین را برطرف کند و رویکردهای جدیدی را برای پایداری، بهرهوری انرژی و انعطافپذیری ارائه دهد. با استفاده از درسهای آموخته شده از اکتشافات فضایی، میتوان کیفیت زندگی روی زمین را افزایش داد و ساختمانهایی پایدارتر و سازگارتر با شرایط محیطی ساخت.
با هدایت نوآوریهای مبتنی بر فناوری، گسترش پایههای علمی و الهام بخشیدن به نسلهای آینده، اکتشاف فضایی یک کاتالیزور ارزشمند برای پرداختن به مسائل جهانی و معماری است.
فضا، مرکز نوآوریهای غیرمنتظره
فضا یک کاتالیزور برای پیشرفتهای روزمره است. حتی قبل از پرتاب ماهوارهبرها، زمان طولانی به توسعه فناوریهایی برای سازگاری در شرایط ویژه فضایی اختصاص داده میشد که همین فناوریها به خانهها، بیمارستانها و صنایع روی زمین راه پیدا کرد. از پنلهای خورشیدی تا ضربهگیرهای ساختمانی، تاثیر کاوش در فضا بر زندگی روزمره انسان است.
یکی از نوآوری مهمی که از اکتشافات فضایی به زمین رسیده است، طراحی ماژولار است که برای سازگاری با شرایط و چالشهای حمل و نقل تجهیزات و سفرهای فضایی، سازههایی را ارائه میکند که سازگارتر، مقیاسپذیر و به راحتی قابل حمل باشند. زیستگاههای فضایی باید با سازههای ماژولار طراحی شوند تا به سرعت جمعآوری و پیکربندی شوند و نیازهای در حال تغییر و تحول را برآورده کنند.
طراحی ماژولار با تاثیر عمیق خود بر معماری روی زمین در بسیاری از شهرها برای ایجاد مسکن، زیرساختها و راهحلهای مدیریت منابع انعطافپذیر و پایدار به کار میرود که به راحتی قابل تعویض و سازگار با تغییر نیازها و شرایط محیطی هستند. یکی از کاربردهای مهم طراحی ماژولار راهحلهای مسکن سریع برای امدادرسانی به آسیبدیدگان بلایای طبیعی و توسعه شهری انعطافپذیر است.
نمونه بارز تاثیر کاوش فضایی بر طراحی معماری پروژه مارس کیس (Mars Case) متعلق به شرکت چینی اپن آرکیتکچر (OPEN Architecture) است که زیستگاه مریخی با ساختاری انعطافپذیر و سازگارتر را به نمایش میگذارد و میتواند با استفاده از ماژولهای پیش ساخته مونتاژ شود. هر ماژول را میتوان برای اهداف و عملکردهای مختلف همچون محلههای زندگی، آزمایشگاههای تحقیقاتی یا گلخانهها به صورت سفارشی ساخت.
در همین رابطه بخوانید: معرفی کامل سیاره مریخ+مشخصات و فیلم
در مرکز مارس کیس یک ماژول خدماتی با ابعاد ۲.۴x۲.۴x۲.۰ متر قرار دارد که آشپزخانه، حمام و اجزای خدمات مکانیکی را در خود جای میدهد و به عنوان محفظه قفل هوایی و فضای ذخیرهسازی نیز عمل میکند. هنگامی که این محفظه باز میشود، ماژول دوم قابل باد کردن را آزاد میکند و به فضای زندگی کروی برای فعالیتهایی همچون خواندن، تفکر و استراحت گسترش مییابد.
این طراحی یکپارچه علاوه بر بهرهوری از فضا، پایداری را نیز ارتقا میدهد؛ زیرا میتوان آن را برای حمل و نقل آسان جمع و ذخیره کرد. سامانه مارس کیس به صورت حلقه بسته است و انرژی، هوا و آب را به اکوسیستم بر میگرداند و مصرف منابع و اتلاف را به میزان قابل توجهی به حداقل میرساند.
ادغام فناوریهای فضایی با معماری بومی
راهحلهای فضایی و طراحی ماژولار به عنوان یکی از راهبردهای اتخاذ شده در معماری فضا، جایگاه ارزشمندی در معماری بومی پیدا کردهاند. محدودیتها و چالشهای مرتبط با حمل و نقل و مونتاژ سازهها در مناطق دورافتاده یا غیرقابل سکونت سبب بازنگری در روشهای ساختمانی سنتی و احیای معماری بومی به عنوان یک رویکرد راهبردی شده است.
ادغام پرینت سهبعدی در معماری و استفاده از شیوههای بومی از منابع محلی برای تامین مصالح، نشاندهنده پیشرفت قابل توجهی در تکنیکهای ساخت و ساز پایدار است. این فناوری با ایجاد هندسههای پیچیده و استفاده از طیف وسیعی از مواد، روشی انعطافپذیر و کارآمد برای ساخت سازهها با استفاده از مواد محلی ارائه میدهد که با عنوان مفهوم بهرهبرداری از منابع درجا (ISRU) شناخته میشود.
رویکرد ISRU وابستگی به مواد تامین شده از زمین را به حداقل میرساند و خودکفایی را در زیستگاههای فضایی تقویت میکند. در واقع این فرآیند، سنگ بنای اکتشاف فضای پایدار است که پیامدهای مستقیمی بر معماری و ساخت و ساز در سیاره زمین دارد، با توسعه فناوریهایی برای استخراج و پردازش مواد از منابع محلی میتوان اتکا به منابع محدود را کاهش داد و اثرات زیستمحیطی پروژههای ساختمانی را به حداقل رساند.
علاوه بر این، ایجاد مصالح ساختمانی در محل میتواند ساخت و ساز سریع و منطبق با شرایط در حال تغییر را امکانپذیر کند که آن را به ویژه در امدادرسانی به بلایا و مناطق دورافتاده ارزشمند میکند. این رویکرد ضایعات و اثرات زیستمحیطی را کاهش میدهد و اقتصاد دایرهای را در صنعت ساخت و ساز ترویج میکند.
تلاش پیشگامانه این فناوری، ظرفیت استفاده از ISRU در ساخت و ساز ماژولار برای محیطهایی با شرایط سخت را نشان میدهد، مانند پروژه لونا هبیتیشن (Luna Habitation) که یک پایگاه قمری ساخته شده با چاپ سهبعدی در مریخ است. در این پروژه اجزای ماژولار با استفاده از سنگهای قمری که از ماده سست و تکه تکه شده متشکل از قطعات سنگ، دانههای معدنی و ذرات شیشهای در سطح ماه هستند، استفاده شده که میتوان آنها را برای ایجاد فضاهای قابلسکونت محافظ و سازگار با محیط ماه جمعآوری کرد.
این پایگاه دارای ماژولهای بادی برای استقرار و گسترش سریع و همچنین ساختارهای مستحکم برای سکونت طولانی مدت است. طراحی این پایگاه نشان میدهد که همگرایی معماری بومی و پرینت سهبعدی با ترکیب بهترین تکنیکهای ساختمانی سنتی و فناوری پیشرفته، مسیر امیدوارکنندهای را برای ساخت و ساز هموار میکند.
پروژه بعدی زیستگاه مریخ است که با حمایت ناسا اجرا خواهد شد و مرزهای معماری فضایی را بیش از پیش گسترش خواهد داد. این طرح یک شهرک ساخته شده توسط رباتهای مستقل را پیشبینی میکند که بر نقش اتوماسیون در سازههای فرازمینی در مقیاس بزرگ تاکید دارد.
ساختمان اج (Edge) در آمستردام یکی از پایدارترین ساختمانهای اداری در جهان و نمونهای عالی از کاربرد هوش مصنوعی برای بهینهسازی مصرف انرژی، روشنایی و کنترل آب و هوا است که ظرفیت این فناوریها را برای تغییر شیوههای معماری نشان میدهد. این ساختمان نشان میدهد که فناوریهای هوشمند و رباتیک با ایجاد هندسههای پیچیده و استفاده از طیف وسیعی از مواد تا چه حد ظرفیت رفع کمبود مسکن و ارائه کمک در هنگام بلایای طبیعی برای مناطق آسیبدیده را دارد.
کاربرد فناوریهای فضایی در پیشرفت معماری
همگرایی مهندسی هوافضا و معماری یک رابطه همافزایی را به همراه دارد و پیشرفتهای یک حوزه باعث نوآوری در حوزه دیگر میشود. اکتشاف فضایی در شرایط محیطی سخت و محدودیت منابع سبب توسعه مواد پیشرفته، روشهای ساخت و ساز و سامانههای انرژی شده است. این فناوریها ظرفیت قابل توجهی را برای افزایش عملکرد، پایداری و انعطافپذیری ساختمانهای زمینی به ویژه در مناطقی با آب و هوای شدید یا در معرض بلایای طبیعی ارائه میدهند.
نمونهای از انتقال فناوری از فضا به زمین، موادی با کارآیی بالا نظیر پلیمر تقویت شده با فیبر کربن (CFRP) است که برای کاربردهای هوافضا به دلیل استحکام بالا و وزن کم، دوام و مقاومت در برابر خوردگی و افزایش عمر مفید استفاده میشد؛ اکنون این مواد به ساخت ساختمانهای پایدارتر و انعطافپذیرتر ایدهآل زمینی کمک میکند.
بتن خود ترمیمشونده (Self Healing Concrete) با الهام از سامانههای زیستی و پالایش شده از طریق تحقیقات فضایی، ظرفیت ترمیم خودکار مواد را نشان داد. با تعبیه میکروکپسولهای حاوی عوامل ترمیمدهنده در ماتریس بتن، محققان موادی را توسعه دادهاند که قادر به ترمیم مستقل ترکها هستند و در نتیجه منجر به افزایش دوام و کاهش هزینههای نگهداری میشوند. استفاده از بتن خود ترمیمشونده در زیرساختها میتواند سبب افزایش طول عمر سازهها و کاهش اثرات زیستمحیطی شود.
بهرهوری انرژی، یکی از ملاحظات اساسی در اکتشاف فضا به دلیل منابع محدود است که باعث پیشرفت در فناوریهای ساختمانهای زمینی شده است. سامانههای انرژی خورشیدی و راهحلهای ذخیرهسازی انرژی که در آغاز برای کاربردهای فضایی توسعه یافته بودند، به گزینههای مناسب و مقرون به صرفه برای تولید و ذخیره انرژی تجدیدپذیر روی زمین تبدیل شدهاند.
سامانههای پشتیبانی از زندگی حلقه بسته که برای بازیابی هوا و آب در فضاهای محدود طراحی شدهاند، بینش ارزشمندی را در مورد راهبردهای مدیریت منابع ارائه میدهد. با تطبیق این فناوریها با ساختمانهای زمینی میتوان ساختارهای بسیار کارآمد و پایداری ایجاد کرد که مصرف منابع و تولید زباله را به حداقل میرساند.