概念方案：火星水环 / Clouds Architecture Office

项目背景

项目背景项目概况。数十年来，人类一直在畅想登陆火星并在那里定居。设计理念如今，多家企业正在积极研发火箭运输系统，其中一些的目标是将一百万人送上火星。但人们将居住在哪里呢？空间特色火星水环”（ ）是一个设想中的水下商业城市，建于火星一处陨石坑内部。水是维持生命的必要资源。建筑形态人类平均每天大约需要消耗150升水。根据美国国家航空航天局（）与喷气推进实验室（）2008年“凤凰号”探测器的证据，火星表面存在大量水冰。材料运用火星的辐射暴露是人类居住的一大风险，而氢元素（或水）是对抗辐射的有效屏障。火星水环渲染图， “火星水环”是一个建于巨大水体中的人类聚居地，可供约1万人长期居住。功能布局水不仅具有良好的热绝缘性能，其透明特性也使其如同“液体天空”，能够引入自然阳光。这不仅有助于调节生理节律与心理健康，也能提升功能性与生产效率。环境融合火星水环渲染图， 址 洛厄尔陨石坑（ ）位于火星南半球，是为数不多的海拔足够低、适合航天器直接着陆的地点之一。该陨石坑为结构完整的复杂环形坑，其阶地与中央峰环可为研究大型盆地形成机制提供重要线索，不仅适用于火星，也适用于整个太阳系。技术创新其高纬度位置提高了从风化层中获取水冰的几率，可用于人类生活和燃料转化资源。此外，该地点适合作为贸易与物流枢纽，有助于未来进一步探索和理解火星。设计特色洛厄尔陨石坑剖面， 资源命离不开水。人类至少需要洁净的水用于饮用、烹饪、清洗及农业灌溉。设计特色以纽约市为例，该市拥有7个水库，总蓄水量超过5520亿加仑，为五个行政区内约825万人口提供供水，相当于人均储水66970加仑。纽约市日均用水为10亿加仑，人均日用水量为120加仑，显著高于欧洲平均的40加仑。设计特色本设计参考欧洲标准，设定人均每日用水40加仑，人均储水60000加仑，总储水量达6亿加仑（约227亿升）。火星水环内的水体， 水体不仅用于日常消耗，更重要的是充当辐射屏障，可抵御火星表面有害的宇宙射线（）与太阳粒子事件（）。设计特色城市整体位于水面下5米处，提供足够的氢含量阻挡大部分有害伽马射线。水体的透明度可创造出“液体天空”，为内部空气穹顶提供天然光照。设计特色这种可呼吸的“泡泡式”空气层在一定程度上也可抵御微陨石撞击，形成一个类似地球的受控开放环境，适于公共聚会与活动。城市整体位于水面下5米处， 5 火星的物理条件下，液态水并不自然存在，除非通过盐类（如高氯酸盐）降低其冰点。设计特色清水一般会直接由冰升华为水蒸气。该构想提出以密封加压容器储存盐水，利用城市内部的废热维持其液态，再通过海水淡化模块过滤出可供饮用的水。设计特色以密封加压容器储存盐水的构想， 力系统市结构设计基于空气压力与水压的平衡。水下透明穹顶的内部将保持1个标准大气压（112千帕），相当于水下30米的水压。设计特色这一平衡条件限制了城市垂直剖面的高度为25米以内。穹顶直径为400米，已达到悬链线结构所能承受的最大尺寸。设计特色城市整体呈碗状，由3打印建造悬挂在充气气环上。部分结构深入水下，以增加有效层高与使用面积，提高居住密度。设计特色压力系统， 10 112 30 ’ 25 400 3 透明穹顶下的公众生活， 构系统水下建筑为充气张拉膜结构，依靠内部加压气体产生的浮力使城市悬浮。结构材料结合地球制造与火星就地制造两种方式。设计特色透明薄膜与高强度纤维缆索（如）以轻质、可折叠形式从地球运送，是密闭张力穹顶的关键构件。城市的主要承重结构为压缩壳体，由火星陨坑中挖掘的风化层材料3打印与烧结成型。运输火箭亦被改造为城市结构的一部分，作为精密的垂直交通核心，连接地表与水下城市，其原有的泵阀与进排气系统可用于调节内部气候与空气流通。