极端环境下月球建筑设计问题研究

在全球发展深空探索的热潮下,对月球资源的探测和利用已成为人类深空探测领域的关键任务。为进一步推进月球探测工程,势必要进行在月活动。其前提条件即是突破为在月探测人员提供生存空间、为在月设备提供掩蔽空间的关键技术,因此开展月球建筑研究已成为必然趋势。本文梳理概括了月球建筑的设计背景,系统考察了1960年代以来世界各国及组织对月球探索开发的政策计划、方案构想及技术领域,并以此为基础对月球建筑的设计原则、设计系统和设计策略等问题进行研究,以期为我国未来月球建筑设计及理论发展提供启示。

基于人因工程学的月球建筑空间设计框架构建

在探月阶段性任务圆满完成,登月、驻月阶段即将开启的当下,结合我国国际月球科研站的建设背景,本研究将人因工程学视角引入月球建筑空间设计中,旨在为其提供更为科学有效的指导。研究系统梳理了月球建筑设计研究中人、建筑、环境的关系,在宏观层次上建构了应用人因工程的设计框架,在微观层次上论述了空间功能、空间形态、空间环境设计中技术方法的应用,并提出后续研究发展构想。

基于文献计量的月球建筑发展动态研究

人类在逐步对太空进行探索,以期开拓生存边界,在文献计量视角下,针对月球建筑研究主题,利用信息可视化软件CteSpace构建知识图谱,对比分析研究进展与趋势。表明:1)国内外研究范围与方法上均呈现多学科交叉特征;2)相较CNKI数据库而言,WOS数据库研究体系相对完整,研究机构间联系密切,研究热点丰富多元;3)月球建筑建设的约束条件主要可归纳为外部环境与内部人因两方面。总结国内外研究现状与趋势,从复杂系统理论研究、总体建筑方案设计、模拟环境技术实证3方面指出月球环境下建筑问题的研究要点。

驻人月球科研站建筑设计系统工程研究

驻人月球科研站是实现中长期月球深度探测的重要基础设施,同时是一项具有多重复杂挑战的系统工程。从建筑学视角出发,首先剖析了宏观、中观、微观层面的设计约束条件,而后引用系统工程为驻人月球科研站建筑设计提供实施方法,包含4个层面:总体目标为安全、可持续、智能,应用思想包括流程一体化、模型可视化、设计模块化,应用优势为高效、准确、整合,应用框架分为应用层、模型层、数据层,最终构建了包含时间维、逻辑维、知识维的建筑设计系统工程三维结构模型,综合体现了各阶段中各项工作内容与相关科学知识的立体结构,旨在为未来驻人月球科研站的建设提供新视角和新思路。

月球环境下建筑设计策略研究

本文基于国际月球科研站的发展态势,通过分析近月及月表环境,对月球建筑设计提出了原位资源利用、地月建造结合和单元协同拓展三项策略,以期为月球基地建设提供发展思路。

关于未来月球基地建筑方案的构想

在简述各国月球建筑研究发展的基础上,论述了紧扣需求、布局集约、模组可拓、原位利用、地月结合的月球建筑设计原则,依据月表和月坑两种不同建造环境,系统性地提出了具有中国特色的“三叶草”和“中国星”月球建筑方案,并分析给出了设计方案工程实施需预先突破的主要关键技术,为中国未来月球基地建设提供基础支撑。