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.
Vamos imaginar que fizemos uma viagem de oito meses e chegámos ao planeta Marte. Sim, Marte. Temos de arranjar maneira de construir estruturas protetoras e resistentes para nos proteger de radiação solar, raios cósmicos galácticos e mudanças extremas de temperatura. Numa missão em Marte, não podemos levar muitas coisas da Terra. E é demasiado caro lançar toneladas de materiais de construção para o espaço.
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.
Para conseguir um habitáculo pioneiro que cresce progressivamente e que se adapta e expande até um posto avançado permanente temos de repensar a forma como construímos. Estes habitáculos e os robôs que os constroem vão permitir à humanidade prosperar fora do mundo.
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.
Sou uma arquiteta espacial. Projeto e concebo habitáculos que apoiam a exploração humana no espaço profundo, como na superfície de Marte. Não só projeto espaços para a saúde e trabalho ideais da tripulação como também investigo o que são estes habitáculos e como serão construídos.
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 fica tão longe de nós que o atraso de comunicação pode demorar até 22 minutos a chegar ao outro lado. Isto significa que não podemos contar com a telerrobótica em tempo real controlada pelas pessoas na Terra para supervisionar o que acontece na construção em Marte ou qualquer outra coisa que aconteça quando exploramos o planeta. Mas ao utilizar robótica autónoma, enviaremos impressoras 3D e outros robôs de construção para construir abrigos e habitáculos de proteção antes que a tripulação chegue.
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.
Como é que as impressoras 3D podem construir um habitáculo em Marte? Bem, primeiro temos de descobrir de que serão feitas estas estruturas. Tal como as primeiras civilizações, utilizaremos rególito <i>in situ,</i> conhecido geralmente como terra, e outros recursos que são locais e indígenas do planeta, incluindo água, e possivelmente combiná-los-emos com aditivos e aglutinantes que levaremos da Terra para criar materiais de construção de alto desempenho. O nosso objetivo ao planear estes habitáculos é introduzir uma estrutura hermética que aguente pressurização interna, o que irá permitir às pessoas viver num ambiente interior respirável e temperado.
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.
Os robôs que enviarmos para Marte terão de perceber e interpretar a complexidade do local de construção para poderem sequenciar e coreografar diferentes tarefas. Estas tarefas incluirão explorar Marte e procurar uma área para construir, recolher matérias-primas, processá-las e manobrá-las. Alguns destes robôs podem parecer a personagem Wall-E, mas não serão tão fofos. Quando o local for escavado e os alicerces impressos, estas estruturas serão fabricadas camada por camada. E à medida que a construção avança, <i>hardware</i> pré-fabricado e pré-integrado, como câmaras de ar ou equipamento de suporte de vida, vindos da Terra serão inseridos na impressão até finalmente serem selados em vários pontos de ligação.
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.
Para fazer mais do que sobreviver no espaço, temos de criar ambientes que contribuam para o bem-estar durante meses e anos no futuro. À medida que mais astronautas civis viajam para o espaço, é importante que os nossos ambientes sejam mais do que os interiores mecânicos da Estação Espacial Internacional, que hoje representam a última geração no que toca à vida humana de longa duração no espaço. Também queremos incorporar elementos arquitetónicos práticos, tais como o acesso à luz natural através de janelas e vegetação. Estes eram elementos em falta na estação espacial quando foi inicialmente encomendada, mas que sabemos que são essenciais para o bom funcionamento psicológico e para o bem-estar. Para missões de longa duração no espaço profundo é importante que a tripulação não sinta que vive numa máquina mas sim que tem um lar.
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.
Há outras formas de abordar a construção de habitáculos em Marte. Estruturas de revestimento rígido ou insufláveis podem não nos dar a proteção que precisamos contra a radiação, e viver em tubos de lava subterrâneos não ajuda na exploração direta da superfície do planeta. E porque viajaríamos oito meses para viver debaixo da terra? Projetar estruturas no espaço tem tudo a ver com mitigação de riscos e os habitáculos que criamos precisam de ser as estruturas mais duráveis e resilientes alguma vez criadas. Os futuros habitáculos superficiais fora do planeta serão estruturas autorreguladas e autossustentadas para ajudar os membros da tripulação enquanto lá estiverem e para operar autonomamente quando não estiverem.
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.
Antes de enviar alguém para Marte, precisamos de respostas para algumas perguntas importantes sobre a saúde e segurança humana e para validar cada uma destas atividades de construção. Felizmente para nós, há uma plataforma e campo de testes muito mais perto da Terra. A nossa própria Lua. Atualmente, estamos a trabalhar com a NASA para demonstrar como iremos imprimir infraestruturas em 3D, como plataformas de aterragem, estradas e eventualmente habitáculos, diretamente na superfície lunar. A Lua é uma paragem essencial para reabastecer e serve como plataforma geral para veículos que viajam para o espaço profundo e utilizaremos as tecnologias para estabelecer uma presença humana permanente na Lua, para ir, voltar e operar na superfície de 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.
Que mais estamos a fazer para promover a viabilidade da impressão 3D para a construção no espaço? Bem, para começar, podemos demonstrar que as estruturas impressas em 3D conseguem sustentar pessoas num ambiente de missão aqui na Terra e utilizar dados dessas experiências para definir padrões e requisitos para futuras missões em Marte. Foi isso que fizemos ao planear e construir o Mars Dune Alpha, um habitáculo análogo impresso em 3D no Centro Espacial Johnson em Houston, a que chamamos de Análogo de Exploração de Desempenho e Saúde da Tripulação. É um nome grande, eu sei. Esta estrutura irá albergar quatro membros de tripulação voluntários e simular uma missão de um ano em Marte, que inclui um atraso de comunicação de vinte minutos. A primeira missão começa para o final deste ano, mas podem candidatar-se para ser um tripulante neste habitáculo muito brevemente. Se não quiserem, podem sugeri-lo a alguém, em nome da investigação.
(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.
(Risos) Se forem um dos escolhidos, vão partilhar 157 metros quadrados de áreas de estar e de trabalho com três pessoas, o que inclui um jardim aeropónico, uma área de comunicações, uma sala de ginástica, assim como cabines de tripulação individuais muito acolhedoras, de 1,83 por 3,66 metros.
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.
Alguns de vocês podem pensar: “Bem, construir no espaço é um tópico irrelevante para o nosso dia a dia. Como pode impactar o que fazemos na Terra?” Na minha experiência, planear para um ambiente extremo que apresenta as maiores restrições e dificuldades e que nenhum humano visitou é o que nos dá a melhor hipótese de construir soluções criativas para problemas na Terra que hoje parecem totalmente fora do nosso alcance. Problemas como soluções de habitação para os sem-abrigo crónicos ou alojamento de emergência após furacões e desastres. Ou repensar as práticas sustentáveis dentro da construção em geral que, de acordo com a ONU, são responsáveis por 30% das emissões de carbono do mundo. As tecnologias autónomas desenvolvidas para a construção no espaço revertem para nós, na Terra. Elas contribuem e são proveitosas para a forma como imaginamos e concebemos a construção nos dias de hoje.
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.
A verdade é que o planeta mais habitável é aquele em que vivemos agora. Não gosto de tratar o espaço como a salvação da humanidade de um planeta Terra doente. Ou começamos a construir de forma mais inteligente e sustentável hoje ou teremos de planear a nossa sobrevivência numa Terra mais extrema e mais alienígena do que alguma vez conhecemos. Para mim, esta não pode ser a principal razão ou força pela qual exploramos e nos aventuramos no espaço.
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.
Passaram mais de 50 anos desde que um humano viajou para fora da órbita da Terra. As coisas estão prestes a mudar. Vamos desenvolver uma base lunar fixa e construiremos de forma autónoma em Marte. Estamos prestes a ver uma transformação radical de como construímos na Terra e como ultrapassamos limites para uma nova fronteira da exploração humana no espaço.
Thank you so much.
Muito obrigada.
(Applause)
(Aplausos)