2. Ödül (Profesyonel Kategorisi), Mars 2050: Yaşam Alanı Fikir Yarışması

PROJE RAPORU

Üretilen proje ütopik bir öneri olmaktan çok, uygulanabilirliği ön planda tutan bir konsept olarak kurgulanmıştır.

Mars insanlar için çok çetin koşulları olan bir gezegendir. Düşük yerçekimi zamanla atmosferindeki gazları kaybetmesine sebep olmuş, bu da atmosferini inceltmiştir. Bu ince atmosfer, yüzeyi radyasyondan koruyamaz. Dünyadaki atmosfer basıncının yüzde birine sahip olan Mars, aynı zamanda oksijen gibi hayati gazları yeterli miktarda bulundurmaz. Bütün bu olumsuz koşullara rağmen, güneş sisteminde insanlara yeni bir yuva olmak için en elverişli gezegen Mars’tır.

1) Konum

Gezegenin kuzey yarımküresi, bir koloni kurmak için güney yarımküreye göre daha elverişlidir. Mevsim geçişleri daha kolaydır, arazi daha az engebelidir ve mevsimsel olarak su akıntılarına rastlanır. Mevsimsel su akıntılarının olduğu ve aynı zamanda yüzeyin altında buzullar bulundurduğu düşünülen Arcadia Planitia, kuzey yarımkürede yer alan bir ovadır. NASA için de bir odak noktası olan bu düzlük, koloninin arazi üzerinde rahatça yayılması için elverişli olduğundan ve suya erişim sağladığından dolayı yerleşim yeri olarak seçilmiştir.

2) Yöntem

Projede, koloninin ilk zamanlarında yapılacak ve ileriki yıllarına kadar kullanılabilecek sürdürülebilir, esnek ve zamana uyum sağlayabilen birimler tasarlanmıştır. Birimlerin tekrar etmesi ile oluşturulacak bir koloni, bu sert çevrede insanlara sığınak olacak yapıların kısa zamanda ve çok sayıda üretilmesine olanak sağlayacaktır.

İlk başta Mars’a robotlar gönderilecektir. Bu robotlar 3 boyutlu baskı yöntemiyle insanlar için ilk Podları oluşturacaktır. Daha sonra ilk insanlar yeni robotlar ile Mars’a gelecek ve inşa sürecini hızlandıracaktır. Dünyadan gelen robot ve insan sayısı arttıkça, koloninin büyüme hızı logaritmik olarak artacaktır.

Projenin uygulanabilir ve gerçekçi yaklaşımına bağlı olarak, koloninin ilk aşamasında inşa süresini ve miktarını azaltmak için, kişi başına ayrılan 500m3 hacmin tamamı Podlarda kullanılmamıştır. Kullanılmayan bu hacimler, koloninin ilerleyen zamanlarında inşa edilmeleri planlanan program modüllerinde ve bağlantı tünellerinde kullanılmıştır.

2.1) Parametrik Tasarım
Podlar ve Modüller tasarlanırken parametrik modelleme teknikleri kullanılmıştır. Podun formu, belirli parametreler değiştirilerek kolayca manipüle edilebilir ve kısa zamanda farklı alternatifler üretilebilir. Mevcut kabuk, 3 Boyutlu yazdırmaya uygun, aerodinamik olarak iyi performans gösteren ve çok katlı bir tasarıma izin verip basık mekanlar oluşmasını önleyen parametreler ile optimize edilmiş bir versiyondur. Aynı şekilde Program Modüllerinin kabukları ve güneş kırıcıları da parametrik şekilde modellenmişlerdir. Kabuğun formu veya boyutları değiştirildiğinde güneş kırıcılar da bu şekle adapte olacak ve 30 dereceden daha dik ışınların içeri girmesini önlemeyeceklerdir.

2.2) 3B Baskı ile Yapım
Mars’taki yerleşimleri oradaki kaynakları kullanarak üretmek Dünya’dan malzeme taşınmasına gerek kalmamasını sağlar. Mars, Dünyada kullandığımız ve Mars’ta da ihtiyaç duyacağımız pek çok hammadde ve ekipmanı üretmemizi sağlayacak kaynak ve madenlere sahiptir. Bunları kullanmak, yapım hızını arttırır ve maliyetleri düşürür. Koloninin ilerleyen yıllarında Marsonotlar ihtiyaçları olan neredeyse bütün hammaddeleri yerel olarak üretebilecek teknolojiye sahip olacak olsalar da ilk Marsonotların böyle bir fırsatı olmayacaktır.

Bu yüzden ilk yerleşimlerde çoğunlukla kolay üretilebilen, dayanıklı ve tek çeşit bir malzeme kullanılması gerekmektedir. Podlar, Mars regolitinden üretilen betona yapılan PLA katkısıyla güçlendirilmiş bir madde ile 3 Boyutlu yazıcılar ile basılacaktır. PLA katkısına ek olarak basılan strüktür, içinden, yine regolitten üretilmiş bazalt fiberlerle güçlendirilerek iç basınca daha dayanıklı hale getirilecektir.

3) Yapı Birimleri

3.1) Podlar
Pod 4 kişinin kalacağı bir Mars habitatıdır. Kendi kendine yetebilme özelliği olan podlar, bu sayede ana yerleşimden uzak yerlerde tekil üsler olarak da kullanılabilirler. 5 Pod bir araya gelerek bir Pod Birimi oluştururlar. Toplamda 20 kişinin kalacağı Pod Birimi, Mars Kolonisinin 1. aşamasını oluşturur. Koloni geliştikçe yeni birimler inşa edilir ve 5 Pod birimi, yine 3 Boyutlu baskıyla üretilen tünellerle birbirine bağlanarak bir Pod Grubunu oluştururlar. Toplamda 1000 kişiyi barındıran 10 Pod Grubu, koloninin 2. aşamasını oluşturur.

Toplamda 20 kişilik Pod Birimi 4 kişilik podlar şeklinde kurgulanmıştır. Bir podda meydana gelebilecek ani bir arıza veya basınç kaybı durumunda, o Poddaki 4 kişi 4 diğer Poda dağılır. Böylece habitatlara kaldırabileceklerinden fazla insan yükü binmez.

Mars tozu çok küçük taneciklerden oluştuğu için uzay giysilerinin her yerine yapışır. Uzay giysilerinin Podun içine sokulması bu tozun da içeri girmesine ve solunmasına sebep olacaktır. Bu, uzun vadede sağlık sorunlarına neden olur. Bu yüzden uzay giysileri insan habitatının dışında kalan bir giysi odasında bırakılır. Yüzeydeki fırtınalarda zarar görmemeleri için giysi odası pleksiglas bir kapı ile kapatılır. Giysilere habitat duvarına bağlı bir porttan girilir.

Podlarda gündüz insan aktivitesinin çok olduğu alanlar en alt katta, gece insan aktivitesinin en çok olduğu alanlar en üst katta konumlandırılmıştır. Bu sayede kat plakaları gündüzleri güneş radyasyonundan insanları korumak için ekstra bir katman görevi görür. Podlar çok amaçlı alandan birleşerek daha büyük bir çok amaçlı alan oluştururlar. Marsonotlar bu alanları bir bütün veya parça parça olarak, anlık ihtiyaçlarına göre kullanabilirler.

Aynı zamanda hacimler gürültülü veya sessiz olma özelliklerine göre katlara dağıtılmışlardır. En gürültülü programlar en alt katta, en sessiz programlar en üst katta toplanmıştır. Laboratuvarlar, dışarıdan gelen örneklere ve Mars Roverı’na kolay erişim için zemin kata konumlandırılmıştır. ECLSS ise zemin katta Podun tam merkezine, ıslak hacimlerin altına konumlandırılmıştır. Bu sayede kullanılan su borularının mesafesi kısaltılmış, sızıntı olabilecek noktaların sayısı azaltılmıştır.

Bir Poddaki basınç kaybının sirkülasyonu etkilememesi için, Pod Birimleri çizgisel bir plan yerine dairesel bir planda tasarlanmıştır. Podlar ve Pod Grupları arasında bağlantılar olabildiğince kısa tutulmuştur. Bu da hata meydana gelebilecek noktaları ve ısı kaybına sebep olacak yüzey alanını minimuma indirmek içindir.

3.2) Program Modülleri
Program modülleri Podların yetersiz kalacağı görevleri üstlenen, daha kompleks yapılardır. Program modülleri, koloni geliştikçe ve nüfus arttıkça inşa edilecektir. Bu sırada Mars’taki robot gücü ve inşa teknikleri gelişmiş, işlenebilen hammaddeler de çeşitlenmiş olacaktır, bu da zamanı geldiğinde bu büyük yapıların inşa edilebilmesini mümkün kılacaktır.

50 metre yarıçapta ve 30 metre yükseklikte elipsoid çelik bir kabuğa sahip bu modüller insanların habitat içinde ferahlayabileceği daha geniş hacimler olarak tasarlanmışlardır. Radyasyon camları ile kaplanmış kabuklar, insanların dışarısıyla görsel ilişki kurabilmesini ve bitkiler için içeriye doğal ışık girmesini sağlayacaktır. Mars betonundan üretilmiş güneş kırıcılar, 30 dereceden dik açılarla gelen tehlikeli ışınları engelleyerek radyasyon korumasına yardımcı olurken, dışarıya olan görüşü engellemeyecek şekilde tasarlanmışlardır. İnsanların daha çok vakit geçireceği alanlar yüzeyin üstünde, altyapı olarak çalışacak alanlar da yüzeyin altında konumlandırılmıştır.

Üssün tamamında kaza emniyetli bir kaynak dağılımı benimsenmiştir. Ana programlar büyük modüllere paylaştırılmış olsa da, altyapılar ve kritik sistemler modüller arasında paylaştırılmamıştır. Her modülün kendine özel altyapı sistemi vardır. Bu, bir modülün diğer modüllerde meydana gelebilecek sorunlardan etkilenmesini önler.

Modüllerin sayısı, koloninin ilerleyen zamanlarında, farklı programlar atanarak arttırılabilir. İlk kolonide 4 temel program belirlenmiş ve 4 Program Modülü tasarlanmıştır; bunlar Ekosistem, Sosyal, AR-GE ve Rehabilitasyon modülleridir. Yıllar geçtikçe ve Mars’taki nüfus arttıkça koloni, Pod Grupları ve Program Modüllerinin eklenmesiyle büyüyecektir.

Modüllerde su elemanları ve bitkiler olabildiğince fazla kullanılmaya çalışılmıştır. Bu sayede daha dünyevi bir ortam yaratılması ve insanların psikolojik olarak rahatlatılması amaçlanmıştır. Altyapı, laboratuvar ve sağlık merkezi gibi programlara genel hacimler ayrılmıştır. Detaylı plan çözümleri, o zamanki ihtiyaçlarına göre yapmaları için, Marsonot’lara bırakılmıştır.

4) Sonuç

Planlanan Mars Habitatında, modüler ve zamanla genişleyebilen bir plan benimsenmiştir. Modüler yapı ve paylaştırılan kaynaklar, habitatta meydana gelecek noktasal bir kazanın bütün habitatı yok etmesinin önüne geçecektir. Parametrik tasarım yöntemleri kullanılarak kısa zamanda farklı habitat alternatifleri üretilmiş, en iyi performans göstermesi beklenenler seçilmiştir. Yerel kaynaklar ve modern yapım teknikleri kullanılarak maliyet azaltılmıştır. İnsanların psikolojisini rahatlatacak büyük ve açık hacimler ile; kolay yapılabilecek ve güvenli hacimlerin birlikte çalışması planlanmıştır.