Let's imagine together we've gone on an eight-month journey and arrived to the planet Mars. Yes, Mars. Somehow we'll have to figure out how to build protective and durable structures to shield us against solar radiation, galactic cosmic rays and extreme temperatures swings. On a Mars mission, there's only so much that we can bring with us from Earth. And it's prohibitively expensive to launch tons and tons of construction materials into space.
Imaginons que nous avons voyagé huit mois ensemble et que nous sommes arrivés sur la planète Mars. Oui, Mars. Nous allons devoir comprendre comment construire des structures stables et protectrices pour nous protéger de l’irradiation solaire, des rayons cosmiques galactiques et des variations de températures extrêmes. Lors d’une mission sur Mars, on ne peut pas rapporter grand chose de la Terre. Et c’est excessivement cher de lancer des tonnes de matériaux de construction dans l’espace.
So to realize a pioneering habitat that progressively grows, adapts and expands into a permanent outpost, we have to think differently about how we build. These habitats and the robots that build them will enable humanity to thrive off-world.
Donc pour construire un environnement pionnier qui s’agrandit progressivement, qui s’adapte et se transforme en une colonie permanente, nous devons penser différemment notre façon de construire. Ces habitats, et les robots qui les construisent, permettront à l’humanité de prospérer au delà de notre Terre.
I am a space architect. I design and conceive habitats supporting human exploration in deep space, like on the surface of Mars. Not only do I design spaces for optimal crew health and performance, but I also investigate what these habitats are and how they're going to be built.
Je suis une architecte de l’espace. Je dessine et conçois des habitats pour l’exploration humaine dans l’espace, sur la surface de Mars, par exemple. Je conçois non seulement des espaces pour la santé et la performance de l’équipage, mais j’analyse aussi ces habitats et comment ils vont être construits.
Now, Mars is so far from us that communications delays can take up to 22 minutes one way to or from Earth. And what that means is that we can't rely on real-time telerobotics controlled by people on Earth to supervise what happens in construction on Mars or for that matter, to supervise anything that happens when we're exploring the planet. But if we leverage autonomous robotics, we'll send 3D printers and other construction robots to build protective habitats and shelters before the crew even arrives.
Mais Mars est tellement loin de la Terre que les retards de communication peuvent prendre jusqu’à 22 minutes aller vers ou depuis la Terre. Nous ne pouvons donc pas compter sur la télérobotique en temps réel, qui serait contrôlée par des personnes sur Terre, pour superviser la construction sur Mars ou d’ailleurs, surveiller tout ce qui se passe quand nous explorons la planète. Mais en tirant parti de la robotique autonome, nous enverrons des imprimantes 3D et autres robots de construction pour construire des habitats et des abris avant même que l’équipage arrive.
So how exactly would 3D printers build a habitat on Mars? Well, first we have to figure out what these structures are made out of. Just like early civilizations, will use in situ regolith, commonly known as dirt, and other resources that are local and indigenous to the planet, including water, and possibly combine them with additives and binders that we bring from Earth to engineer high-performance construction materials. Our goal when we're designing these habitats is to introduce an airtight structure that can withstand internal pressurization, which is what will allow people to live in a breathable and temperate environment on the inside.
Alors comment une imprimante 3D pourrait construire un habitat sur Mars ? Nous devons d’abord comprendre de quoi sont faites ces structures. Tout comme les premières civilisations, nous utiliserons le régolithe local, communément appelée poussière, et d’autres ressources locales et indigènes de la planète, y compris l’eau, et éventuellement les combiner avec des additifs et des liants que nous apportons de la Terre pour créer des matériaux de construction de haut niveau. Notre but, lorsque nous concevons ces habitats, est d’introduire une structure hermétique qui peut supporter la pressurisation interne ; c’est ce qui permettra aux gens de vivre dans un environnement intérieur respirable et tempéré.
The robots that we deploy on Mars will need to perceive and interpret the complexity of a construction site in order to sequence and choreograph different types of tasks. These tasks will include prospecting Mars and surveying for a site to build, collecting raw materials, processing those materials and maneuvering them around. Some of these bots might resemble the character Wall-E, except, you know, not so cute. Once the site has been excavated and foundations are printed, these structures are manufactured layer by layer by layer. And as construction progresses, prebuilt and preintegrated hardware like airlocks or life support equipment brought from Earth are inserted into the print until finally they're sealed at various connection points.
Les robots que nous déployons sur Mars vont devoir interpréter et percevoir la complexité du site de construction pour séquencer et chorégraphier différents types de tâches. Ces tâches comprendront l’exploration de Mars et trouver un site à construire, la collecte des matières premières, le traitement de ces matières et les déplacer. Certains de ces robots peuvent ressembler au personnage de Wall-E, sauf, vous savez, pas aussi mignon. Une fois le site dégagé et les fondations imprimées, ces structures sont construites par couche par couche. Et tandis que la construction avance, des équipements préfabriqués et préintégrés comme des sas ou des équipements de survie rapportés de la Terre sont intégrés à l’impression jusqu’à ce qu’ils soient finalement intégrés par divers points de connexion.
To do more than just survive in space, we need to create environments that positively contribute to well-being for months and years into the future. And as more civilian astronauts travel to space, it's important that our environments are more than the tightly packed mechanical interiors of the International Space Station, which today represents the state of the art for long-duration human life in space. We also want to incorporate practical architectural elements such as access to natural light through windows and greenery. These were features that were missing aboard the space station when it was first commissioned, but which we know are critical to positive psychological functioning and well-being. For long duration missions in deep space, it's important that crew members feel less like they're living in a machine and more like they're living in a home.
Pour faire plus que survivre dans l’espace, nous devons créer des environnements qui contribuent positivement au bien-être pour des mois et des années dans le futur. Et tandis que plus d’astronautes civils voyagent dans l’espace, il est important que nos environnements soient plus que des intérieurs surchargés et mécaniques comme la Station spatiale internationale, qui représente aujourd’hui l’installation de pointe en matière de vie humaine de longue durée dans l’espace. Nous voulons aussi incorporer des éléments architecturaux pratiques, comme l’accès à la lumière naturelle avec des fenêtres, et de la verdure. Ce sont ces caractéristiques qui manquaient à bord de la station spatiale lors de sa mise en service, mais qui sont, nous le savons, essentielles à un fonctionnement psychologique positif et au bien être. Pour les missions de longue durée dans l’espace lointain, il est important que les membres d’équipage aient moins l’impression de vivre dans une machine et qu’ils aient davantage l’impression de vivre dans une maison.
There are other ways of approaching habitat construction on Mars. Hard-shell or inflatable structures may not provide the radiation protection that we need, and living underground in lava tubes doesn't quite support direct surface exploration on the planet. And also, why would you travel for eight months to live underground? Designing structures in space is all about mitigating risks and the habitats that we create will need to be the most durable and the most resilient structures ever conceived. Future off-world surface habitats will be self-regulating and self-maintained structures to support the crew members while they're there, but also to operate autonomously when they are not.
Il y a d’autres moyens d’aborder la construction d’habitats sur Mars. Des structures rigides ou gonflables risquent de ne pas fournir la radioprotection dont nous avons besoin, et vivre sous-terre, dans des tunnels de lave, ne participe pas vraiment à l’exploration de la surface de la planète. Et aussi, pourquoi voudriez-vous voyager pendant 8 mois pour vivre sous terre ? Concevoir des structures dans l’espace, c’est atténuer les risques, et les habitats que nous créons devront être les structures les plus durables et les plus résilients jamais conçus. Les habitats extraterrestres du futur seront des structures auto-régulées et auto-entretenues pour soutenir l’équipage sur place, mais qui fonctionneront aussi de manière autonome en son absence.
Before we send anyone to Mars, we need data to answer some very key questions about human health, safety, and to validate each of these construction activities. Fortunately for us, we have a testbed and a proving ground much, much closer to Earth. That's our own Moon. Today we're working with NASA to demonstrate how we'll 3D-print infrastructure like landing pads, roadways and eventually habitats directly on the lunar surface. The Moon is a critical pit stop to refuel, resupply and serve as a general platform for vehicles traveling to deep space, and we'll use the technologies establishing a permanent human presence on the Moon to travel to, from and operate on the surface of Mars.
Avant d’envoyer quelqu’un sur Mars, on a besoin des données pour répondre à des questions clés sur la santé et la sécurité humaine et pour valider la construction de ces structures. Heureusement pour nous, nous avons un terrain d’essai bien, bien plus près de la Terre. C’est notre Lune. Aujourd’hui on travaille avec la NASA pour imprimer en 3D les aires d’atterrissage, les routes et éventuellement des habitats directement sur la surface de la Lune. La Lune est un arrêt critique pour faire le plein, ravitailler et servir de plateforme pour les véhicules voyageant plus loin dans l’espace, et nous utiliserons les technologies pour établir une présence humaine permanente sur la Lune pour voyager vers, depuis et opérer sur la surface de Mars.
What else are we doing to advance the viability of 3D printing for building in space? Well, for one thing, we can demonstrate that 3D-printed structures can support people in a mission-like environment right here on Earth, and use data from those experiments to set standards and requirements for future Mars missions. This is what we did in designing and building Mars Dune Alpha, a 3D-printed analog habitat at the Johnson Space Center in Houston, referred to as the Crew Health and Performance Exploration Analog -- that's a really long name, I know -- this structure will house four volunteer crew members simulating a one-year mission to Mars, including a 20-minute communications delay. The first mission is kicking off later this year, but you could actually apply to be a crew member in this habitat sometime in the future. Or if you're not so inclined, you can suggest it to someone else in the name of research.
Que faisons-nous d’autre pour faire progresser la viabilité de l’impression 3D pour construire dans l’espace ? D’un côté, on peut démontrer que les structures imprimées en 3D peuvent soutenir les personnes dans un environnement de mission ici sur Terre, et on peut utiliser ces données pour établir des normes et des exigences pour les futurs missions sur Mars. C’est ce que nous avons fait en concevant et construisant Mars Dune Alpha, un habitat analogique imprimé en 3D au Centre spatial Johnson à Houston, appelé Santé et performance de l’équipage Analogue d’exploration - c’est un nom très long, je sais - cette structure abritera quatre membres d’équipage bénévoles simulant une mission d’un an vers Mars, y compris les vingt minutes de délai dans les communications. La première mission sera lancée cette année, mais vous pouvez postuler pour devenir membre de cet équipage lors de futurs missions. Si vous n’êtes pas convaincu, vous pouvez suggérer quelqu’un au nom de la recherche.
(Laughter) If you're one of the chosen few, you'll be sharing 1700 square feet of living and working areas with three others, and that includes an aeroponic garden for plant growth, a communications area, an exercise room, as well as individual crew cabins that are very cozy, just six by 12 feet.
(Rires) Si vous êtes sélectionné, vous partagerez 160 mètres carrés d’espace de vie et de travail avec trois autres personnes, dont un jardin aéroponique de plantes, une zone de communication, une salle d’exercice, et des cabines individuelles, très douillettes, de seulement 2 mètres sur 4.
Some of you may be thinking, "Well, building in space, this is a topic pretty far removed from our day-to-day lives. How might it impact what we do on Earth today? In my experience, designing for an extreme environment that is the most restrictive and that presents the most constraints, and which literally no human has ever gone before, is what gives us the best chances of creatively engineering solutions to problems here on Earth that seem completely beyond our grasp today. Problems like housing solutions for the chronically homeless or hurricane and disaster relief housing. Or rethinking sustainable practices within construction overall, which, according to the UN, is responsible for up to 30 percent of carbon emissions worldwide. The autonomous technologies that we develop for building in space redound to us on Earth. They feed back and pay dividends to how we reimagine and reconceive construction happening today.
Certains d’entre vous pensent peut-être : « Construire dans l’espace, c’est un sujet assez éloigné de notre quotidien. Comment est-ce que ça pourrait affecter ce qu’on fait sur Terre aujourd’hui ? De mon expérience, concevoir pour un environnement extrême qui est restrictif et qui présente le plus de contraintes, et dans lequel un être humain n’a jamais vécu, c’est ce qui nous donnent les meilleures chances de créer des solutions aux problèmes ici sur Terre qui semblent aujourd’hui hors de notre portée. Des solutions pour le logement des sans-abris ou des logements de secours en cas d’ouragans et de catastrophes. Ou repenser les pratiques durables dans le domaine de la construction en général, qui, selon l’ONU, est responsable jusqu’à 30 % des émissions de carbone dans le monde. Les technologies autonomes que nous développons pour construire dans l’espace nous reviennent sur Terre. Elles agissent et versent des dividendes à la façon dont nous ré-imaginons et repensons la construction aujourd’hui.
The fact of the matter is that the most habitable planet is the one we live on right now. I don't like treating space like it's a lifeboat for humanity from an ailing planet Earth. We can either solve for how to build smarter and more sustainably today, or we'll have to think about designing for survival on an Earth more extreme and more foreign than any of us have ever known. And this to me cannot be the primary reason or driver why we explore and venture into deep space.
C’est incontestable, la planète la plus habitable est celle sur laquelle nous vivons. Je n’aime pas traiter l’espace comme un canot de sauvetage pour l’humanité d’une planète Terre mourante. Nous pouvons soit trouver des solutions pour construire plus intelligemment et plus durablement aujourd’hui, ou nous devrons penser à concevoir pour la survie sur une Terre plus extrême et plus étrangère que nous avons connue. Et pour moi, cela ne peut pas être la raison principale pour laquelle nous explorons et nous nous aventurons dans l’espace.
It's been over 50 years since any human has traveled outside of Earth's orbit. Things are about to change. We will develop a permanent Moon base, and we will build autonomously on Mars. We are on the cusp of seeing radical transformation and how we build on Earth and how we push past limits to a new frontier of human exploration in space.
Cela fait maintenant plus de 50 ans qu’un humain n’a pas voyagé au delà de l’orbite de la Terre. Les choses vont changer. Nous développerons une base lunaire permanente, et nous construirons de manière autonome sur Mars. Nous sommes sur le point de voir une transformation radicale de comment nous construisons sur Terre et comment nous repoussons les limites vers une nouvelle frontière de l’exploration humaine dans l’espace.
Thank you so much.
Merci beaucoup.
(Applause)
(Applaudissements)