В Японии строят стальную лабораторию для подготовки лунных роботов
Новаторский кампус по исследованию космических технологий, который будет использоваться в качестве испытательного полигона для консорциума глобальных технологических компаний, должен начать работу в Японии в 2020 году. Проект представляет собой партнерство между ANA Holdings Inc. и Японским агентством по аэрокосмическим исследованиям (JAXA) – экспертных компаний по запуску транспортных средств в атмосферу - и будет является частью Avatar X, совместной программы по продвижению исследования и освоения космоса.
Avatar X определила три области, которые получат пользу от исследований кампуса: дистанционное строительство в космосе, эксплуатация и обслуживание космических станций и объектов с Земли, а также космические развлечения и путешествия для широкой публики.
«Общая конструкция выглядит как колесо велосипеда, которое укладывается на кратер, а само здание образует центральную ступицу и опирается на «спицы» стального троса, образуя структуру тенсегрити», рассказывает Масаюки Соно, архитектор проекта.
Оита является прибрежной префектурой на острове Кюсю в Японии, а бывший участок добычи руды уже напоминает поверхность Луны. Новый кампус будет состоять из нескольких зданий, а также территории лунной симуляции, которая будет использоваться для экспериментов с удаленным полуавтономным строительством лунных наземных мест обитания с использованием роботов-аватаров.
Clouds Architecture Office - нью-йоркская фирма, известная своим памятником Стейтен-Айленду 9/11 и работающая с НАСА над созданием Mars Ice Home - выполнила концептуальные проекты для генерального плана и трех зданий в кампусе Оита: центр исследований и разработок симулятор лунного окружения и лабораторное здание Avatar X, которое будет располагаться в центре кампуса над луноподобным кратером.
В центре «Аватар-Х» будет находиться самое современное научно-исследовательское учреждение по робототехнике.
Масаюки Соно, архитектор проекта и соучредитель Clouds Architecture Office, комментирует:
«Мы начали с генерального плана всего комплекса. Поскольку деятельность внутри и вокруг кратеров будет иметь решающее значение при исследовании поверхности Луны, а также в связи с существующей топографией, в центре площадки был размещен большой кратер, имитирующий лунную среду.
Все объекты расположены вокруг кратера в радиальной организации, а центральная лаборатория Avatar X содержит центр для посетителей, симулятор и демонстрацию аватаров, исследовательский центр и другие общественные удобства. Чтобы контролировать и контролировать тестовые действия, которые проводятся внутри и вокруг кратера, лаборатория подвешена в середине кратера, создавая вдохновляющий символ».
Дизайн здания является преднамеренно знаковым, выражая новаторский дух полета с использованием методов строительства, собранных из космической архитектуры и авиации.
Стальные тросы подвешивают центр над моделируемым лунным кратером
Ультрасовременный исследовательский центр будет сформирован из полупрозрачных и прозрачных панелей из фторполимерной мембраны, обернутых вокруг стальной рамы. Перегородки будут сделаны из углеродного волокна, с сотовыми плитами для пола и пластиковыми накладками из армированного волокном материала, предназначенными для снижения веса.
Член проектной команды и доцент Токийского университета, инженер-строитель Джун Сато, объясняет конструкцию далее:
«Общая конструкция выглядит как колесо велосипеда, которое укладывается на кратер, а само здание образует центральный узел и поддерживается на стальном тросе «спицами», образуя структуру тенсегрити. Здесь набор сжимающих элементов противостоит и уравновешивается непрерывной растягивающей силой, создавая внутреннее предварительное напряжение, которое стабилизирует всю конструкцию.
Стальная втулка шпиндельного типа представляет собой двойную четырехугольную пирамиду высотой 40 метров с выпуклой рамой, которая может работать в качестве элементов сжатия, так что некоторые балки внутри этой ступицы могут быть элементами натяжения, и конструкция становится легкой».
«После изучения различных вариантов материалов, из-за сложного множества критериев, сталь была выбрана в качестве наиболее выполнимой и проверенной системы для реализации уникального дизайна», отметил Масаюки Соно, архитектор проекта.
Проект продвигается к следующему этапу, и ожидается, что строительство начнется в 2020 году, когда выбранный участок будет оборудован таким образом, чтобы полностью имитировать кратер на Луне.
«Для структурных расчетов здания лаборатории Avatar X мы должны учитывать гравитацию, горизонтальную и вертикальную вибрацию из-за землетрясений и ветра, условий мягкого грунта и термической усадки кабелей», - говорит Джун Сато.
Полупрозрачные и прозрачные панели будут помещаться вокруг стальной рамы, образуя центр робототехники.
Архитектор Масаюки Соно уточняет:
«Основная конструкция лаборатории разработана с использованием высокоэффективной конфигурации подвесного троса из нержавеющей стали. Он состоит из симметричной геометрии развертываемой поверхности с концепцией малой массы/высокой производительности, которые имеют решающее значение для дизайна в космическом пространстве.
Благодаря применению системы легких мембранных корпусов она оптимизирует структурные характеристики и сопротивление ветра, образуя динамическое спиральное пространство. После изучения различных вариантов материалов, из-за сложных нескольких критериев, сталь была выбрана в качестве наиболее выполнимой и проверенной системы для реализации уникального дизайна».
Avatar X надеется начать тестирование аватаров на низкой околоземной орбите в середине 2020-х годов, и лаборатория потусторонних исследований в области робототехники, безусловно, станет уникальным символом, представляющим передовой край технологического развития, который поможет людям жить и работать в лунном и околоземном пространстве.