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.
Képzeljük el együtt, hogy elindulunk egy nyolc hónapos útra, és megérkezünk a Mars bolygóra. Igen, a Marsra. Valahogy ki kell találnunk, hogyan építsünk védelmet nyújtó, tartós építményeket, amelyek megvédenek minket a napsugárzástól, a galaktikus kozmikus sugárzástól és a szélsőséges hőmérséklet-ingadozástól. Egy Mars-misszióra csak kevés dolgot vihetünk magunkkal a Földről, és megfizethetetlenül drága lenne sok tonnányi építőanyagot kilőni az űrbe.
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.
Ahhoz tehát, hogy létrehozzuk az első telepesek lakóhelyét, amely fokozatosan növekszik, alkalmazkodik, és állandó bázissá bővül, másképp kell gondolkodnunk arról, hogyan építkezünk. Ezek a lakóhelyek és az őket építő robotok teszik majd lehetővé, hogy az emberiség boldoguljon a Földön kívül.
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.
Űrépítész vagyok. Olyan lakóhelyeket tervezek és találok ki, amelyek támogatják a mélyűrben végzett kutatómunkát, például a Mars felszínén. De nemcsak megtervezem a személyzet egészségét és teljesítményét szolgáló tereket, hanem azt is vizsgálom, hogy milyenek a lehetséges lakóhelyek, és hogyan fogják megépíteni őket.
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.
A Mars olyan messze van tőlünk, hogy a kommunikációs időkésés akár 22 percet is igénybe vehet a két bolygó között. Ez pedig azt jelenti, hogy nem támaszkodhatunk a földi személyzet által irányított, valós idejű telerobotikára, hogy felügyeljük, mi történik a Marson folyó építkezésen, vagy ami azt illeti, hogy felügyeljünk bármit, ami a bolygó felfedezése során történik. De ha segítségül hívjuk az autonóm robotikát, akkor 3D nyomtatókat és más építőrobotokat küldhetünk, amelyek megépítik a védelmet nyújtó lakóhelyeket és menedékhelyeket, még mielőtt a legénység megérkezne.
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.
Tehát hogyan is építenének lakóhelyet a Marson 3D nyomtatók? Nos, először ki kell találnunk, hogy miből készüljenek ezek az építmények. A korai civilizációkhoz hasonlóan a Marson is a helyben található regolitot, közismert nevén a földet, és más helyi, a bolygón őshonos erőforrásokat, többek között a vizet fogják felhasználni, és esetleg a Földről hozott adalék- és kötőanyagokkal kombinálják őket, hogy nagy teljesítőképességű építőanyagokat fejlesszenek ki. A célunk e lakóhelyek tervezésekor egy olyan légmentesen zárt építmény megalkotása, amely ellenáll a belső nyomásnak – ez teszi lehetővé, hogy az emberek légzésre alkalmas, megfelelő hőmérsékletű környezetben éljenek odabent.
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.
A Marsra telepített robotoknak érzékelniük és értelmezniük kell egy építési terület komplexitását, hogy a különböző típusú feladatokat sorrendbe állítva hajthassák végre. Ezek kiterjednek a Mars feltérképezésére, az építkezés helyszínének felkutatására, a nyersanyagok begyűjtésére, feldolgozására és szállítására. Néhány ilyen robot hasonlít a Wall-E-re, kivéve, hogy nem olyan aranyosak. Miután a helyszínt kiásták, és az alapokat kinyomtatták, az építményeket rétegről rétegre építik fel. Az építkezés előrehaladtával pedig előre gyártott és előre beépített hardvereket, például zsilipeket vagy a Földről hozott életmentő felszereléseket helyeznek a nyomtatóba, míg végül a különböző csatlakozási pontokon lezárják őket.
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.
Ahhoz, hogy ne csak túléljünk az űrben, olyan környezetet kell teremtenünk, amely hónapokig, akár évekig is hozzájárul a jó közérzethez. És mivel egyre több civil űrhajós utazik a világűrbe, fontos, hogy környezetük több legyen, mint a Nemzetközi Űrállomás zsúfolt, gépies belső tere, amely ma a legkorszerűbb a világűrben való hosszú távú tartózkodás számára. Olyan praktikus építészeti elemeket is szeretnénk beépíteni, mint a természetes fény beengedése ablakokon keresztül és a zöld növényzet. Ezek a funkciók hiányoztak az űrállomás fedélzetéről, amikor azt felszerelték, de tudjuk, hogy kritikus fontosságúak a pozitív pszichés működés és a jó közérzet szempontjából. A hosszú ideig tartó, mélyűri küldetések során fontos, hogy a legénység tagjai ne úgy érezzék, hogy egy gépezetben élnek, hanem inkább úgy, mintha otthonukban lennének.
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.
A marsi lakóhelyek építését más módon is meg lehet közelíteni. A kemény burkolatú vagy a felfújható épületek nem biztos, hogy biztosítják a szükséges sugárvédelmet, és a lávacsövekben való föld alatti élet nem igazán támogatja a bolygó felszínének közvetlen felfedezését. Ráadásul miért utaznánk nyolc hónapig, hogy a föld alatt éljünk? Az űrbéli építmények tervezése a kockázatok mérsékléséről szól, és az általunk létrehozott lakóhelyeknek a valaha megalkotott legtartósabb és legellenállóbb építményeknek kell lenniük. A jövő Földön kívüli, felszíni lakóhelyei önszabályozó és önfenntartó építmények lesznek, amelyek támogatják a legénység tagjait, amíg ott tartózkodnak, de akkor is autonóm módon működnek, amikor a legénység nincs ott.
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.
Mielőtt bárkit is a Marsra küldenénk, adatokra van szükségünk, hogy választ adjunk alapvető kérdésekre az emberi egészséggel és biztonsággal kapcsolatban, és hogy tesztelhessünk minden egyes építési tevékenységet. Szerencsénkre van egy tesztkörnyezet és kísérleti terep a Földhöz sokkal, de sokkal közelebb. Ez a saját Holdunk. A NASA-val együtt próbáljuk ki, hogyan fogjuk 3D-ben nyomtatni az infrastruktúrát, például leszállópályákat, utakat és végül lakóhelyeket közvetlenül a Hold felszínén. A Hold kritikus fontosságú megállóhely a tankoláshoz, az utánpótláshoz, valamint általános platformként szolgál az űrbe tartó járművek számára, és a technológiákat, amelyek megteremtik az állandó emberi jelenlétet a Holdon, a Marsra utazáshoz, onnan való induláshoz és a felszínén történő műveletekhez fogjuk használni.
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.
Mit teszünk még, hogy előmozdítsuk az űrbéli építkezéshez használt 3D nyomtatás elterjedését? Nos, először is bebizonyíthatjuk, hogy a 3D nyomtatott építmények képesek kiszolgálni az embereket a küldetéshez hasonló környezetben, itt a Földön, és a kísérletek adatait felhasználhatjuk a jövőbeli Mars-küldetések szabványainak és követelményeinek meghatározásához. Ezt tettük a houstoni Johnson Űrközpontban a Mars Dune Alpha nevű, 3D nyomtatott analóg lakóhely megtervezésekor és kialakításakor a “Crew Health and Performance Exploration Analog” program keretében – nagyon hosszú név, tudom –, és ez az építmény négy önkéntes legénységi tagnak ad otthont, akik egyéves marsi küldetést szimulálnak, beleértve a 20 perces kommunikációs időkésést is. Az első küldetés még ebben az évben elindul, de lehet jelentkezni legénységi tagnak ebbe a modulba a jövőben is. Vagy ha nincs kedvük hozzá, akkor javasolhatják másoknak a nemes ügy érdekében.
(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.
(Nevetés) A kiválasztott kevesek három társsal osztoznak egy 160 nm-es lakó- és munkaterületen, amely magában foglal egy aeropónikus kertet a növénytermesztéshez, egy társalgót, egy edzőtermet, valamint egyéni legénységi kabinokat, amelyek nagyon otthonosak, mindössze kb. 2X4 méteresek.
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.
Néhányan talán úgy gondolják, hogy az űrben való építkezés olyan téma, amely nagyon távol áll a mindennapi életünktől. Milyen hatással lehet arra, amit ma a Földön csinálunk? Tapasztalatom szerint a tervezés egy olyan extrém környezetre, amely a legtöbb korlátot és a legnagyobb kihívásokat jelenti, és ahol szó szerint még soha nem járt ember, a legjobb esélyt adja arra, hogy kreatív mérnöki megoldásokat találjunk olyan problémákra itt a Földön, amelyek jelenleg meghaladják a teljesítőképességünket. Olyan problémákra, mint a tartósan hajléktalanok lakhatásának megoldása, vagy a hurrikánok és katasztrófák esetén szükséges elszállásolás. Vagy a fenntartható gyakorlatok újragondolása az építőiparban, amely az ENSZ szerint a világ szén-dioxid-kibocsátásának 30%-áért felelős. Az autonóm technológiák, amelyeket az űrben való építkezéshez fejlesztünk ki, a Földön is hasznunkra válnak. Visszajelzést adnak és adalékot szolgáltatnak ahhoz, hogy miként tervezzük és gondoljuk újra a mai építőipari tevékenységet.
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.
Tény, hogy a legélhetőbb bolygó az, amelyen most élünk. Nem szeretek úgy tekinteni az űrre, mint ahova az emberiség menekülhet a lassan lakhatatlanná váló Földről. Vagy megoldjuk, hogyan építkezhetünk ma okosabban és fenntarthatóbban, vagy el kell gondolkodnunk, hogyan tervezzünk a túlélésre azon a Földön, amely szélsőségesebb és idegenebb, mint amit valaha is ismertünk. Számomra ez nem lehet az elsődleges oka vagy mozgatórugója annak, hogy miért merészkedünk az űrbe, és miért kutatjuk.
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.
Már több mint 50 éve nem utazott ember a Föld körüli pályán kívülre. A dolgok hamarosan megváltoznak. Állandó bázist fogunk kialakítani a Holdon, és autonóm rendszerekkel fogunk építkezni a Marson. Radikális áttörés küszöbén állunk; átalakítjuk az építés technológiáját a Földön, és kitágítjuk az űrben végzett kutatómunka határait.
Thank you so much.
Köszönöm szépen.
(Applause)
(Taps)