火星地下栖息地的设计到机器人建造
天体物理仪器与方法
2021-05-07 v1 地球与行星天体物理
摘要
为了让由风化层建造的离地表面结构保护宇航员免受辐射，它们需要数米厚。代尔夫特理工大学（TUD）提议向地下挖掘以创建 subsurface 栖息地。通过挖掘不仅可实现天然的辐射防护，还可因地下温度更稳定而获得热绝缘。同时，通过挖掘可借助原位资源利用（ISRU）开采有价值资源。其设想是一群自主移动机器人以倾斜向下的螺旋运动挖掘地面。挖掘出的风化层将与水泥混合，水泥可通过 ISRU 在火星上再生，以制造混凝土。混凝土被 3D 打印/喷涂于挖掘出的隧道中以加固之。一旦隧道加固完毕，隧道间的材料可被移除，以形成可供居住的大空腔。所提方法依赖于 TUD1 为地球应用开发的 Design-to-Robotic-Production（D2RP）技术。根茎状 3D 打印结构是一种结构优化的多孔壳体结构，具有增强的绝缘特性。为调节室内加压环境，在 3D 打印空腔内放置充气结构。该充气结构由也可在某一时刻通过 ISRU 在火星上再生的材料制成。根据选址不同，栖息地与生产系统由结合太阳能与风筝发电的系统供电。最终目标是开发一种自治的 D2RP 系统，利用本地获取的材料在火星上建造 subsurface 自治栖息地。
引用
@article{arxiv.2105.02619,
title = {Design-to-Robotic-Production of Underground Habitats on Mars},
author = {Henriette Bier and Edwin Vermeer and Arwin Hidding and Krishna Jani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.02619},
year = {2021}
}