NASA 自2005年開始就有了“百年挑戰”計劃，通過懸賞競賽的方式，邀請全球實力團隊來參與設計與太空技術相關的許多機械和部件。截止今天，已經開展了月球登陸器、太空電梯、節能飛機、航天服（允許宇航員在裡面直接開大）等競賽。
移民火星，看起來十分遙遠，但在NASA這種科技巨頭來看，也就是未來幾十年到一百年的事，Elon Musk 、亞馬遜的CEO貝索斯和奧巴馬等都相繼對此表示支持。
但是想要移民火星，並且確保火星社會能夠保持規律的運作，人類還需要建設不少基礎設施。
· NASA3D打印火星棲息地競賽
NASA早在2015年就舉辦了一場挑戰賽：3D打印火星棲息地，這個競賽由NASA和美國國防部高級研究計劃局DARPA開展，是”百年星艦”計劃其中之一。要求參賽團隊設計複雜的結構，並可以在遙遠的火星上建造，為太空探險家提供永久的家園。
NASA3D打印火星棲息地競賽
NASA對火星棲息地最基本的要求是：生活空間至少要92平米，可以支持四名宇航員生活一年，棲息地還需要運轉各種功能系統，包括生命維持系統、機械和電氣系統、宇航服、探測器艙和管道系統。
而至於如何操作，NASA已經想好了流程步驟。他們的地產計劃是，當技術成熟後，先由機器人登錄火星，然後讓其通過3D打印完成房屋建設，之後宇航員便可登陸在火星生活。
比賽被分為3個階段：
第一階段為設計競賽，總獎金5萬美元
第二階段為結構組件競賽，總獎金110萬美元
第三階段為現場實施競賽，總獎金200萬美元
通過3D打印完成房屋建設
別看獎金多，這錢也不好掙，在火星上造房子，首先要考慮材料來源，必須儘可能地使用火星上的材料，比如土壤、岩石，其次建造技術方面除了3D打印技術，還要求儘量達到全自動建造的方式。
· AI SpaceFactory
2019年5月，比賽進入最後階段， 在上一環節拿到第二名的紐約建築與科技事務所 AI SpaceFactory，憑藉其基於AI的自動化3D打印技術和可回收可降解的生物複合材料研發能力脫穎而出，贏得決賽第一名並收穫 50 萬美元的獎金。
AI SpaceFactory 的設計作品“MARSH”是一個圓柱體的巢狀屋，可容納 4 名宇航員居住。建築外部覆蓋兩層殼，第一層用來保持與地面的平衡，第二層可應對劇烈波動的氣溫。
圓柱體的巢狀屋
MARSH之所以採用的是垂直圓柱體設計，是通過人工智能軟件的測算，採用了表面積最少，同時空間最大的方案。
它的內部分為 4 層樓，地面層的車庫與外部系統相連接。二樓及三樓分佈有廚房、睡眠艙、浴室等生活空間。在頂部，明亮的“skyroom”用於非正式的娛樂和鍛鍊。這種設計的分層也更為合理，整個建築四層均擁有超大空間，同時相互之間不會因為距離過近而產生噪音影響。
4 層樓
另外每層還單獨開通了一個窗口，合起來可以形成360度的景觀，只不過想看一圈風景，需要你爬四層樓。
在火星，任何不會擴張和收縮的結構都是失敗品，氣候變化將會摧毀建築。
AI SpaceFactory的應對措施是底部採用可滑動的軸承，使其可以左右移動；內部依然是雙殼系統，為棲息地的收縮留下了空間。
房屋內設有天窗，屋與屋之間的空隙可以充當漫射自然光的媒介，這樣內部的樓梯和地板都隨之設計成弧形，別有一番新時代建築的風格。
沒有公攤面積全是使用面積
佔地少空間大，沒有公攤面積全是使用面積，而且打印機不需要大幅度移動，建築過程方便。
MARSHA原型
2019年，AI SpaceFactory 成功在 30 小時之內打造出了 15 英尺高（約 4.57 米）的“MARSHA”原型。
使用基於AI的全自動機器人手臂進行3D打印，不需要人力的投入和干預，非常適合機器人先到達火星建造居住房屋，人類後到達的條件設定。
利用玄武岩和生物聚合物（玉米澱粉）做成可降解、可回收的複合材料，這種材料比混凝土還要堅固耐用，而且可以回收並反覆使用，非常經濟環保。
玄武岩可就地取材直接在火星發掘，而生物聚合物（例如玉米澱粉）可以在火星種植得到，大大降低了太空運輸成本。
在經受了 NASA 的壓力、煙霧和衝擊測試後，人們發現這種材料比混凝土更堅固和耐用。
當一臺 96 噸重的履帶式挖掘機從頂部擠壓結構時，“MARSHA”只有一小塊材料斷裂了，但整個建築物幾乎沒有移動。
AI SpaceFactory在比賽獲勝之後，並沒有停下創新的腳步，後續又開發了TERA產品，採用獲得NASA獎的火星棲息地MARSHA相同的設計方案和3D打印技術。通過使用基於植物的材料來徹底改變傳統的建築方式，其新型材料的強度是混凝土的三倍。
TERA對周圍環境的影響非常小，可以在任何地方拆除，建築材料還可以回收和再造。
看來這些為了太空移民開發的技術，未來也有可能改變我們在地球上的房屋建造和生活方式。
基於AI的自動3D打印技術、可降解的生物材料技術還會為我們帶來更多可能！
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