星際建築的挑戰 | 札威爾·德·卡斯蒂里爾 | TEDxLeuven
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0:20 - 0:22我應該是 12 歲那年
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0:22 - 0:26我父親帶我去看了一次太空展覽,
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0:26 - 0:29離這裡不遠,在布魯塞爾。
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0:30 - 0:34我想那年是 1988,
冷戰快要結束了。 -
0:34 - 0:38美國和俄羅斯之間的競爭
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0:38 - 0:40能在展覽中感受到。
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0:41 - 0:45美國國家航空暨太空總署
展示大型吹氣的太空梭, -
0:45 - 0:49而俄羅斯則是和平號太空站。
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0:50 - 0:54實際上是個可以進去參觀的訓練艙。
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0:54 - 0:56那是真傢伙,
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0:56 - 0:58有按鈕和電線,
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0:58 - 1:01還有太空人吃飯和工作的地方。
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1:01 - 1:07我一回到家就開始畫太空船。
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1:08 - 1:10我畫的不是科幻的太空船。
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1:11 - 1:12不是的,
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1:12 - 1:13它們實際上是技術圖紙,
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1:13 - 1:19它們是結構的剖面圖,
以及構成的材料 -
1:19 - 1:22電線在哪裡,螺絲在哪裡。
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1:23 - 1:25所以,幸運的是,
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1:25 - 1:29我没有成為一名太空工程師,
而成為了一名建築師。 -
1:29 - 1:32這些是我在過去的十五年中
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1:32 - 1:35參與過的建築企劃。
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1:35 - 1:39這些企劃全都大不相同,形狀迥異,
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1:39 - 1:42因為它們在不同環境中建造
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1:42 - 1:44而有不同的限制。
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1:44 - 1:48而我認為,當有嚴格的限制時,
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1:48 - 1:52設計就會變得非常有趣。
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1:53 - 1:58這些企劃已經遍及全球,對吧?
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2:00 - 2:04幾年前,這張地圖還不夠好,太小了。
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2:06 - 2:11我們必須加上這張圖,
因為我們將為歐洲太空總署 -
2:11 - 2:14做一個月球企劃。
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2:15 - 2:17他們要求我們與美國航太總署合作
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2:18 - 2:21設計一個月球棲息地
和一個火星棲息地—— -
2:21 - 2:25構想火星居住地的比賽。
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2:28 - 2:33身為建築師,每到一個地方
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2:33 - 2:35搞新設計時,
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2:36 - 2:40你需要了解當地建築結構,
那裡已有的先例。 -
2:40 - 2:42在月球上,這當然很困難,
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2:42 - 2:46因為只有這個,阿波羅計畫。
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2:47 - 2:50人類上一次登月,我還沒有出生。
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2:50 - 2:54而那次只在月球上待了 3 天。
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2:55 - 2:59對我來說,那是一次
漫長的露營之旅,不是嗎, -
2:59 - 3:01但相當昂貴。
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3:04 - 3:05困難的是,
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3:05 - 3:08在另一個行星或衛星上建築時,
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3:09 - 3:12要如何把材料運輸到那裡。
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3:14 - 3:17首先,比如要把一公斤材料,
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3:17 - 3:19送到月球表面,
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3:19 - 3:21它的成本約為 20 萬美元。
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3:23 - 3:24非常昂貴。
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3:24 - 3:27所以,你需要讓它保持很輕便。
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3:27 - 3:30第二,太空裡空間很有限。
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3:30 - 3:32這是亞利安 5 號運載火箭。
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3:32 - 3:37你所擁有的空間
大約是 4.5 公尺乘 7 公尺, -
3:37 - 3:39不大。
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3:39 - 3:42因此,它必須是一個
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3:42 - 3:46既緊湊又輕巧的建築結構。
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3:46 - 3:49我這裡就有一個。
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3:50 - 3:54它非常緊湊也非常輕。
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3:55 - 4:00這裡有一個我剛才做好的。
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4:03 - 4:05但它有個問題,
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4:05 - 4:09充氣設備容易損壞,
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4:11 - 4:13它們需要保護措施,
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4:15 - 4:19特別是當你到月球這樣
非常嚴酷的環境時。 -
4:21 - 4:23可以這樣來看,
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4:25 - 4:29月球基地的溫差可能高達 200 度。
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4:29 - 4:33一面可能高達攝氏 100度,
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4:33 - 4:36而另一面可能是零下 100 度。
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4:36 - 4:38你需要保護自己。
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4:40 - 4:44月亮也沒有磁場,
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4:45 - 4:47這意味著任何輻射——
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4:47 - 4:51太陽輻射、宇宙輻射——
會觸及月球表面。 -
4:52 - 4:54我們也需要保護自己,
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4:54 - 4:55保護太空人。
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4:57 - 5:00第三,絕對不是最後的,
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5:00 - 5:03月球沒有大氣層,
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5:04 - 5:08這意味著有任何隕石飛來
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5:08 - 5:10不會被燒毀,而會撞到表面。
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5:10 - 5:13這就是為什麼月球上充滿了隕石坑。
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5:14 - 5:16同樣,我們需要
保護太空人免受此傷害。 -
5:17 - 5:19那麼我們需要什麼樣的結構?
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5:20 - 5:25洞穴最好,因為洞穴的質量很大。
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5:25 - 5:29我們需要質量,質量可以
保護我們不受溫度、 -
5:29 - 5:32輻射和隕石的影響。
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5:33 - 5:37因此,這就是我們的解決方法。
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5:39 - 5:42如你所見,我們設計了這個藍色部分,
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5:42 - 5:45那是為月球基地設計的可充氣層。
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5:45 - 5:49它提供了很多生活空間
和大量的實驗室空間。 -
5:50 - 5:53並附有一個圓柱體,
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5:54 - 5:57裡面有所有的支撐結構,
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5:57 - 6:00維持生命所需的一切和氣閘。
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6:01 - 6:04最重要的是,我們有了這個結構 ——
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6:04 - 6:09半球形的結構,可以保護自己
並擁有很多質量。 -
6:12 - 6:14我們從哪裡找這些材料?
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6:14 - 6:17我們要把水泥
從地球帶到月球嗎? -
6:17 - 6:21當然不用,因為它太重,花費太大了。
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6:22 - 6:25我們將使用當地的材料。
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6:26 - 6:28當地材料也是我們在地球上所用的。
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6:28 - 6:30無論我們在哪建設,
在任何國家建設, -
6:30 - 6:33我們總會看:
當地有什麼材料可用? -
6:34 - 6:37月球的問題是:
當地材料是什麼? -
6:38 - 6:41雖然沒什麼選擇,
我們的確有一種。 -
6:41 - 6:42就是月球的土,
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6:43 - 6:48學名是「雷戈石」,月球雷戈石。
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6:50 - 6:52好消息是它到處都有,對吧?
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6:52 - 6:54整個表面都被它覆蓋——
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6:54 - 6:58從大約 20 公分到幾公尺厚,到處都是。
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6:59 - 7:01但是,我們將如何用它構建呢?
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7:02 - 7:04我們將使用 3D 打印機。
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7:06 - 7:08每當我問你們 3D 打印機是什麼,
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7:08 - 7:11你可能只會想到這樣的尺寸,
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7:13 - 7:16它打印的東西大約這個尺寸。
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7:16 - 7:19當然,我們不會把大型
3D 打印機帶到月球 -
7:19 - 7:21去構建一個月球基地。
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7:21 - 7:25我會用一種小型設備,
比如這樣的設備。 -
7:26 - 7:30這是一個小型機器人漫遊車,
它有一個小勺子, -
7:31 - 7:35它將雷戈石帶到基地圓頂上,
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7:35 - 7:39然後在其上鋪上薄薄的一層。
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7:39 - 7:44然後,機器人會將其逐層固化
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7:45 - 7:49直到數月後,創建出整個的基地。
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7:53 - 7:56你也許已經注意到
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7:56 - 8:00我們所打印的結構是很特別的。
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8:00 - 8:04我這裡有個小模型。
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8:05 - 8:10我們稱其為閉孔泡沫結構。
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8:10 - 8:12看起來很自然。
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8:13 - 8:16我們將其用作外殼的
部分結構的原因是 -
8:16 - 8:20我們只需要固化某些部分,
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8:21 - 8:24這意味著我們無需
從地球上帶很多粘合劑, -
8:24 - 8:26就會變得很輕。
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8:27 - 8:29這確實不只是
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8:30 - 8:34紙張建築,對嗎?
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8:35 - 8:39我們想測試一下,
所以就去了意大利這家公司, -
8:39 - 8:45嘗試打印出真實尺寸的模型。
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8:46 - 8:49我們使用的不是月球土,
因為那是 —— -
8:50 - 8:52首先,沒有那麼多的月球土可用。
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8:52 - 8:54我們用了一個月球土的模擬物。
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8:55 - 9:01這是化學上與月球土狀態相似的塵埃。
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9:01 - 9:03然後逐層打印。
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9:05 - 9:09但你可能會注意到
我們打印的這塊 -
9:09 - 9:11重約一噸半
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9:12 - 9:14比我這裡的結構要厚得多。
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9:15 - 9:18這是因為我為月球設計的這個
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9:18 - 9:22只有地球重力的六分之一。
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9:22 - 9:26而這個是在地球上打印的。
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9:26 - 9:28因此它要厚得多。
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9:33 - 9:35這種在設計好的結構上
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9:35 - 9:41再罩一個圓頂保護層的方法,
我們也用在火星企劃中。 -
9:42 - 9:45你看這裡有三個圓頂,
你可以看到打印機 -
9:45 - 9:48正在打印這些圓頂結構。
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9:51 - 9:53但火星和月球很不同。
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9:53 - 9:54我來解釋一下。
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9:57 - 10:04此圖按比例顯示了地球
和月球的大小,以及實際距離 -
10:05 - 10:06約為 40 萬公里。
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10:09 - 10:11如果我們前往火星,
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10:11 - 10:13從火星到地球的距離——
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10:13 - 10:19這是由「好奇號」火星探測車
回望地球時拍的照片, -
10:19 - 10:22看那裡有個小斑點,就是地球——
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10:22 - 10:24地球離火星 4 億公里遠。
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10:26 - 10:28該距離的問題是
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10:28 - 10:31它是地球和月球間距離
的一千倍,差很遠, -
10:32 - 10:35但沒有直接的無線電
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10:35 - 10:38能與「好奇號」這樣的
火星探測車聯繫上。 -
10:38 - 10:42所以我不能從地球遙控它。
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10:42 - 10:46我不能說:「火星探測車,向左走!」
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10:46 - 10:49因為那個信號要花
二十分鐘才能到達火星, -
10:50 - 10:53然後探測車才知道向左走,
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10:53 - 10:55再過 20 分鐘
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10:55 - 10:57它才能告訴我,「我已向左轉。」
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10:58 - 11:02因此,探測車也好,機器人也好
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11:03 - 11:05一切設備都必須是自動裝置。
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11:06 - 11:12另一個問題是,
前往火星的任務風險很高。 -
11:13 - 11:16我們僅在幾週前才看到它。
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11:16 - 11:20如果任務的一半沒有到達火星,
我們該怎麼辦? -
11:20 - 11:25與其像我們在月球上那樣
只建造一兩個探測車, -
11:25 - 11:27我們將建造數百個。
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11:28 - 11:30它有點像個白蟻窩,
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11:31 - 11:35如果我帶走白蟻窩的一半
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11:35 - 11:37仍然能夠完成整個窩的建造。
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11:38 - 11:39可能花的時間會長一些。
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11:40 - 11:44這裡也如此:如果我們一半的
探測車或機器人沒有到達, -
11:44 - 11:47那就會花更長的時間,
但我們仍然能夠完成任務。 -
11:47 - 11:50這裡我們甚至有三個不同的機器人。
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11:50 - 11:56在後面,你看到那個挖掘機,
它非常擅長挖掘雷戈石。 -
11:56 - 11:59然後,我們還有個運輸車,
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12:00 - 12:03擅長將雷戈石運到工地。
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12:03 - 12:06最後這些長著腿
需要到處移動的小傢伙們, -
12:06 - 12:10它們得要在一層雷戈石上
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12:10 - 12:12將它們融合在一起,
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12:12 - 12:16然後一層層地創建那圓頂結構。
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12:21 - 12:22我們也想嘗試一下,
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12:22 - 12:24所以就找了一個車間
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12:24 - 12:30創造了我們自己的機器人群。
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12:31 - 12:32在這裏。
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12:32 - 12:34我們建造了十個,一小群機器人,
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12:35 - 12:41我們拿了六噸沙子,
想看看這些小機器人 -
12:41 - 12:45如何能把沙子搬來搬去——
用地球上的沙子。 -
12:47 - 12:49它們沒有遙控,對不對?
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12:49 - 12:51沒有人告訴它們向左走,向右走,
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12:51 - 12:53或給它們預先說明的路徑。
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12:53 - 12:59不,它們被賦予了一項任務:
將沙子從這裡搬到那裡。 -
12:59 - 13:02如果它們碰到障礙物,例如岩石,
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13:02 - 13:06它們必須自己處理,
或者它們遇到另一個機器人 -
13:06 - 13:09就應該能做出決定。
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13:09 - 13:12或者即使其中一半壞了,
或電池沒電了, -
13:12 - 13:15它們仍須能夠完成這項任務。
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13:19 - 13:21我談到備份的物資。
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13:22 - 13:25但這不僅是機器人
它也關係到棲息地。 -
13:25 - 13:29在火星計劃裡
我們決定做三個圓頂。 -
13:31 - 13:36因為如果一個沒到達,
其他兩個仍可以建造出基地。 -
13:36 - 13:38這主要是因為每個圓頂
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13:38 - 13:42在地板中實際上都
建有生命支持系統, -
13:42 - 13:44所以可以獨立工作。
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13:46 - 13:49也是在這個企劃中,
我們開始思考更多: -
13:49 - 13:54「一個太空人住在基地會是什麼樣的?」
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13:54 - 13:56看看先前的例子。
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13:57 - 13:59這是國際太空站。
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14:00 - 14:03我不知道你會怎樣,
但我真的不想 -
14:03 - 14:06在這個空間裡住 6 個月或 1 年。
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14:06 - 14:09那完全像生活在一個機器裡。
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14:10 - 14:15也許科幻給了我們
更好的線索,如電影《月亮》。 -
14:16 - 14:22在科幻中,常會看到
像醫院一樣光潔的空間 -
14:22 - 14:24還有很多走廊,
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14:24 - 14:27在科幻中,總會有很多走廊。
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14:28 - 14:30從我們現在所知道的,
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14:30 - 14:33在太空中缺乏的是空間。
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14:34 - 14:36因此,這可能也不是一個好的例子。
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14:38 - 14:40但我認為這是個很好的例子。
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14:41 - 14:44這是英國南極調查局的哈雷六號,
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14:45 - 14:47它是英國在南極的基地。
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14:50 - 14:53有趣的是基地那裡的氣候非常惡劣,
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14:54 - 14:55尤其是冬天。
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14:57 - 15:00更要命的是,它非常孤立。
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15:01 - 15:03實際上在冬天不可能
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15:03 - 15:06從哈雷六號撤離。
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15:06 - 15:09從國際太空站撤離,
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15:09 - 15:10比從哈雷六號更容易。
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15:10 - 15:14所以,我們去和那裡的人聊了聊——
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15:14 - 15:16並不是到南極,
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15:16 - 15:18而是之前去過,目前在倫敦的人——
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15:19 - 15:22我們一起聊了很久。
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15:23 - 15:27發生了很多事情,
他們提到的最多的事是: -
15:27 - 15:31「你來想像,我們既要
在那裡生活又要工作。 -
15:31 - 15:35在同一個空間生活和工作;
就像住在自己的辦公室裡一樣。」 -
15:36 - 15:38那如何實現呢?
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15:38 - 15:44他們說,很想念有質感的東西。
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15:44 - 15:46有質感,那是什麼呢?
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15:46 - 15:48他們說:「看我們做了什麼。」
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15:48 - 15:52「我們拿一些木條箱,
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15:52 - 15:54一些零散的包裝箱,
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15:54 - 15:56和一些膠合板,把它們釘在牆上,
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15:56 - 15:58再纏上一些繩子,我們就搭出了這個東西。
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15:58 - 16:02這樣它就感覺有點像家了,也更具觸感。」
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16:04 - 16:07他們不僅用觸覺感來形容木材表面,
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16:07 - 16:10他們還說:「我們現在
也在種植自己的生菜, -
16:10 - 16:14因為我們所有的食物都不錯,
都是冷凍的或罐裝的, -
16:14 - 16:18但我們很想念鬆脆和有觸感的食品。」
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16:19 - 16:22因此,我們將這些想法
帶入了基地的內部設計, -
16:24 - 16:28為什麼不在火星基地安裝木製地板?
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16:29 - 16:30這可能不是一整塊木板,
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16:30 - 16:34這可能是一些碳纖維板
頂部的薄層單板。 -
16:36 - 16:39為什麼不種些蔬菜?
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16:39 - 16:44這些火星基地雖不能自給自足,
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16:44 - 16:50但可以不時地種些東西
弄些香脆的生菜吃。 -
16:52 - 16:54窗戶非常重要。
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16:56 - 17:01這是個穹頂,也是國際太空站
最受歡迎的地方, -
17:02 - 17:07設計於 1987 年,安裝於 2010 年。
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17:08 - 17:10花了 23 年,為什麼?
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17:10 - 17:12不是因為技術上有難度。
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17:14 - 17:18這主要是因為從純粹的
技術工程角度來看, -
17:19 - 17:20它沒有必要。
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17:21 - 17:28但是從人性的角度來看,
它卻是太空站中最好的地方。 -
17:28 - 17:33因此,我們著實採納了這個想法,
並在月球基地實現了, -
17:34 - 17:37並擁有自然採光的天窗。
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17:39 - 17:45並將其應用於火星基地
及實驗室空間。 -
17:45 - 17:50為什麼不來些自然的火星日照呢?
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17:54 - 17:57你也許會想,這太瘋狂了。
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17:59 - 18:03你作為建築師為什麼要
參與到太空企劃中來, -
18:03 - 18:06因為它是個技術性很強的領域嗎?
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18:08 - 18:11但我真的相信,
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18:11 - 18:15從創意或設計的角度來看,
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18:15 - 18:21你將能夠解決非常艱鉅
和受約束的問題, -
18:21 - 18:25我真的覺得這裡有
設計和建築的用武之地。 -
18:25 - 18:29特別是像星際居住這樣的企劃。
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18:29 - 18:30謝謝。
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18:30 - 18:32(鼓掌)
- Title:
- 星際建築的挑戰 | 札威爾·德·卡斯蒂里爾 | TEDxLeuven
- Description:
-
星星總是激發我們的想像。月球和火星是更容易使我們許多人抬頭仰望和夢想的地方。有些人甚至想永久地搬到那裡居住。在這個有趣的演講中,月球和火星基地建築師札威爾·德·卡斯蒂里爾探索了如何建造可以承受其它星球上極端條件,並仍然為太空人提供住所的結構。
札威爾·德·卡斯蒂里爾是根特大學的建築師兼客座教授,也是雪城大学的兼職教授,及建築實踐的多學科研究與開發小組,福斯特建築事務所的專家建模小組(SMG)的聯合負責人。他的團隊一直在探索利用大規模 3D 打印構建月球棲息地的可能性。
在解決將材料運送到月球的挑戰時,他研究了月球土壤(稱為雷戈石)作為建築材料的使用。該演講是在 TEDx 活動上使用 TED 會議格式進行的,但由當地社區獨立組織。進一步了解: http://ted.com/tedx
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDxTalks
- Duration:
- 18:36