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.
Immaginiamo insieme di aver fatto un viaggio di otto mesi e di essere arrivati su Marte. Sì, Marte. Dovremo risolvere il problema di come costruire strutture protettive e durature capaci di schermarci dalle radiazioni solari, dai raggi cosmici galattici e dagli estremi sbalzi di temperatura. In una missione su Marte non possiamo portare molto con noi. E sarebbe proibitivamente costoso lanciare tonnellate di materiale da costruzione nello spazio.
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.
Per realizzare un habitat pionieristico che progressivamente cresca, si adatti e si espanda divenendo un avamposto permanente, dobbiamo pensare alla sua costruzione in modo differente. Questi habitat e i robot che li costruiscono metteranno l’umanità in condizioni di prosperare fuori dal mondo.
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.
Sono un architetto spaziale. Io ideo e disegno habitat a supporto dell’esplorazione umana nello spazio, come sulla superficie di Marte. Non solo disegno spazi che favoriscono ottima salute ed attività nell’equipaggio, ma studio anche cosa sono questi habitat e come verranno costruiti.
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.
Marte è così lontano che i ritardi nelle comunicazioni possono arrivare a 22 minuti per andare e venire dalla terra. Significa che non possiamo far affidamento sulla telerobotica in tempo reale controllata dalla Terra per supervisionare le costruzioni su Marte o per supervisionare ciò che accade mentre esploriamo il pianeta. Ma se sfruttiamo la robotica autonoma possiamo inviare stampanti 3D e altri robot da costruzione per costruire habitat protettivi e rifugi anche prima che l’equipaggio arrivi.
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.
In che modo esattamente le stampanti 3d costruirebbero un habitat su Marte? Beh, prima dobbiamo capire di cosa sono fatte queste strutture. Proprio come le prime civiltà, useranno la regolite in situ, comunemente nota come polvere, ed altre risorse locali ed indigene, compresa l’acqua, possibilmente combinandoli con additivi e leganti portati dalla Terra per creare materiali da costruzione ad alte prestazioni. Il nostro scopo nel progettare questi habitat è ottenere una struttura ermetica in grado di sostenere la pressione interna che consenta alle persone di vivere in un ambiente mite e con aria respirabile.
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.
I robot che impiegheremo su Marte dovranno percepire ed interpretare la complessità di un sito di costruzione per sequenziare e preparare diversi compiti. Questi compiti includeranno la prospezione di Marte e la ricerca di un sito, la raccolta di materiali grezzi, la loro lavorazione e la loro movimentazione. Alcuni di essi potrebbero assomigliare al personaggio di Wall-E, solo, non così teneri. Una volta che il sito è stato escavato, queste strutture vengono costruite strato su strato. E man mano che la costruzione procede, materiale precostruito e reintegrato, come chiuse o strutture che supportano la vita portati dalla Terra, vengono inserite nella stampa e alla fine verranno sigillate in vari punti.
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.
Per ottenere qualcosa in più della mera sopravvivenza nello spazio, dobbiamo creare ambienti che contribuiscano all’aumento del benessere per mesi e anni nel futuro. E dal momento in cui più astronauti civili viaggeranno nello spazio è importante che i nostri ambienti siano qualcosa in più degli spartani interni meccanici della Stazione Spaziale Internazionale, che rappresentano l’attuale stato dell’arte per lunghi periodi di vita nello spazio. Vogliamo anche includere pratici elementi architettonici come accessi alla luce naturale dalle finestre e un po’ di verde. Caratteristiche assenti a bordo della stazione spaziale quando è stata commissionata, ma che sappiamo essere critiche per il corretto funzionamento psicologico e per il benessere. Per missioni di lunga durata nello spazio profondo, è importante che i membri dell’equipaggio, più che sentirsi abitanti di una macchina, si sentano di vivere in una casa.
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.
Esistono altri modi di affrontare la costruzione di habitat su Marte. Gusci o strutture gonfiabili potrebbero non fornire la necessaria protezione dalle radiazioni, e vivere sottoterra in tubi lavici rende difficile la diretta esplorazione del pianeta. Tra l’altro, perché viaggiare otto mesi per andare a vivere sottoterra? La progettazione di strutture nello spazio è basata sulla mitigazione dei rischi e gli habitat che creiamo dovranno durare il più possibile ed essere le strutture più resilienti che siano mai state concepite. I futuri habitat di superficie extraterrestri saranno strutture autoregolanti e autosufficienti così da supportare i membri dell’equipaggio quando sono presenti, ma anche per operare autonomamente quando non lo sono.
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.
Prima di mandare qualcuno nello spazio, ci servono i dati per rispondere ad alcune domande chiave riguardo alla salute umana, alla sicurezza e di convalidare ognuna di queste attività di costruzione. Fortunatamente per noi, abbiamo un terreno di prova molto più vicino alla Terra. La nostra Luna. Oggi stiamo lavorando con la NASA per dimostrare come stamperemo in 3D infrastrutture come piattaforme di atterraggio, strade e infine habitat direttamente sulla superficie lunare. La Luna è un pit stop cruciale per rifornirsi e per fare da piattaforma generale per i veicoli in viaggio per lo spazio profondo e useremo la tecnologia per stabilire una presenza umana permanente sulla Luna per andare, tornare e lavorare sulla superficie di Marte.
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.
Che altro stiamo facendo per aumentare l’applicabilità della stampa 3D per costruire nello spazio? Beh, per esempio, possiamo dimostrare che le strutture stampate in 3D possono sostenere le persone in un ambiente da missione, proprio qui sulla Terra, ed usare i dati di questi esperimenti per impostare gli standard e i requisiti per le future missioni su Marte. È ciò che abbiamo fatto progettando e costruendo Mars Dune Alpha, un habitat analogico stampato in 3D al Johnson Space Center di Houston denominato Crew Health and Performance Exploration Analog - un nome proprio lungo, lo so - questa struttura ospiterà quattro membri volontari d’equipaggio per simulare una missione annuale su Marte compreso il ritardo di 20 minuti nelle comunicazioni. La prima missione comincerà entro la fine dell’anno, ma in realtà è ancora possibile fare domanda per partecipare come membri di un futuro equipaggio. O, se non siete inclini, suggerirlo a qualcun altro in nome della scienza.
(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.
(Risate) Se sarete tra i selezionati, condividerete 1700 piedi quadrati di abitazione e zona lavoro con altri tre, che comprendono un giardino aeroponico, una area comunicazioni e una area per fare esercizio, ed anche delle comode cabine individuali, sei piedi per dodici.
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.
Alcuni di voi staranno pensando, Beh, costruire nello spazio, è una questione molto lontana dalle nostre vite di tutti i giorni. Come può influenzare oggi la nostra vita sulla Terra? Secondo la mia esperienza, progettare per ambienti estremi restrittivi al massimo ed altamente vincolanti, nei quali letteralmente nessun essere umano è mai stato prima, ci dà le migliori opportunità di progettare soluzioni creative ai problemi qui sulla Terra che sembrano ancora fuori dalla nostra portata. Problemi come soluzioni abitative per i senzatetto cronici o gli alloggi di emergenza in caso di uragani o disastri. Oppure ripensare le pratiche sostenibili nelle costruzioni in generale, che, secondo l’ONU, sono responsabili del 30% delle emissioni di carbonio mondiali. Le tecnologie autonome che sviluppiamo per costruire nello spazio hanno ricadute su di noi sulla Terra. Influenzano e sono un investimento sul nostro modo di reinventare e riconcepire le costruzioni di oggi.
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.
Il punto in questione è che il pianeta maggiormente abitabile è proprio quello su cui viviamo ora. Non mi piace considerare lo spazio come un salvagente per un’umanità proveniente da un pianeta Terra in rovina. Possiamo trovare soluzioni per costruire in modo più intelligente e sostenibile ora oppure dovremo progettare per la sopravvivenza su una Terra più estrema e ostile di come l’abbiamo mai vista. Non può essere questa la motivazione principale per esplorare ed avventurarsi nello spazio profondo.
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.
Sono passati più di 50 anni dall’ultima volta che un umano ha viaggiato fuori dall’orbita terrestre. Le cose stanno per cambiare. Svilupperemo una base lunare permanente, e costruiremo in modo autonomo su Marte. Siamo in procinto di vedere trasformazioni radicali come costruiamo sulla terra e come superiamo i limiti del passato verso una nuova frontiera dell’esplorazione spaziale.
Thank you so much.
Grazie infinite.
(Applause)
(Applausi)