Alessandro Angione
La valorizzazione e l’utilizzo delle risorse in situ è uno degli obiettivi più importanti da rispettare per la costruzione di strutture permanenti e semi-permanenti su Marte e sulla Luna. Occorre esplorare e sviluppare, nuove strategie di progettazione che affrontino tali problemi. Il progetto "HiveMars" si focalizza sulla realizzazione di un avamposto ibrido di classe 2 e di classe 3 sfruttando le risorse in situ (ISRU). (Fallacara e Netti, 2021)
Il progetto si basa sulla realizzazione di gusci in regolite stampati in 3d, abbelliti da un pattern esterno parametrico che riprende le dune marziane, con un braccio robotico a 5 assi. Esse sono completate internamente da elementi gonfiabili prefabbricati, pressurizzati che saranno il vero e proprio habitat dell'equipaggio, sviluppato su tre piani.
Questo progetto è stato l'esito del laboratorio di Tesi di Progettazione Architettonica del Politecnico di Bari guidato dal prof. Giuseppe Fallacara e dallo Space Architect Vittorio Netti, ricercatore della SICSA University. Il team, composto da sei collaboratori ha firmato questo progetto con il nome di Archi.Mars. La proposta esplora un concetto per l'integrazione di strutture prefabbricate e ISRU per creare un'infrastruttura scalabile in grado di sostenere la vita umana sulla superficie marziana, capace di espandersi all’infinito tassellando lo spazio. Per ridurre i costi di missione e il carico di lancio dalla Terra, otto rover automatizzati, tra cui: spider explorer, escavatore, spianatore, rassor, trasportatore, processatore di regolite in malta stampabile, stampante 3D e rover pressurizzato per l’equipaggio prepareranno l'area del sito prima dell'arrivo del personale in modo da ridurre i rischi per l’equipaggio.
Dopo la fase di esplorazione del sito, localizzato nella valle di Hellas Planitia, nell'emisfero meridionale marziano, i rover automatizzati procederanno alla raccolta materiale, al trattamento e alla costruzione delle principali infrastrutture, comprese le piattaforme di atterraggio e gli assi stradali principali.
Il primo nucleo di habitat sarà composto da tre cupole autosufficienti e interconnesse tra di loro tramite airlock pressurizzati. Esse saranno costruite con la regolite marziana utilizzando il processo di fabbricazione additiva, attraverso lo stampaggio di regolite marziana sottoforma di malta stampabile ottenuta dalla polvere locale, unita a polimeri e leganti biologici. Esse saranno dotate di un nucleo gonfiabile pressurizzato che ospiterà i sistemi ECLSS pre-integrati e l'infrastruttura interna utile a garantire un habitat confortevole e vivibile dai membri dell’equipaggio.
Una cupola prefabbricata esagonale simile a quella dell’ISS andrà a chiudere la parte superiore della cupola in regolite, assicurando la giusta quantità di luce naturale, e proteggendo l'habitat interno dalle radiazioni e dagli impatti dei micro-meteoriti.
Il Masterplan del progetto Hive Mars sarà composto da un asse principale con agli estremi la Landing Area e gli Habitat e ai lati opposti perpendicolarmente vi sarà l’area energetica attrezzata con pannelli solari e kilopower e l’area ISRU per l’estrazione del materiale.
Il progetto inoltre prevede una possibile espansione coloniale con una morfologia esagonale, come un alveare, così come descritto già dal nome del progetto “Hive”, in modo da poter tassellare lo spazio in maniera continua e senza interruzioni andando a posizionare di conseguenze landing area, power area, ISRU area, e i vari habitat.
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The enhancement and utilization of in-situ resources (ISRU) are among the most crucial objectives for the construction of permanent and semi-permanent structures on Mars and the Moon. It is essential to explore and develop new design strategies that address these challenges.
The HiveMars project focuses on the realization of a hybrid outpost of Class 2 and Class 3 using ISRU technologies (Fallacara & Netti, 2021). The project is based on the fabrication of 3D-printed regolith shells, featuring an external parametric pattern inspired by Martian dunes, built using a five-axis robotic arm. These structures are internally complemented by prefabricated, inflatable, and pressurized elements that form the actual habitat, designed as a three-story living space for the crew.
This project is the result of the Architectural Design Thesis Laboratory at the Politecnico di Bari, led by Prof. Giuseppe Fallacara and space architect Vittorio Netti, a researcher at SICSA University. The team, consisting of six collaborators, developed the project under the name Archi.Mars. The proposal explores a concept that integrates prefabricated structures with ISRU technologies to create a scalable infrastructure capable of supporting human life on Mars, with the potential for continuous expansion through modular tessellation.
To reduce mission costs and payload weight from Earth, eight automated rovers—including a spider explorer, excavator, leveler, regolith processor, transporter, printable mortar processor, 3D printer, and a pressurized rover for the crew—will prepare the site before the arrival of personnel, minimizing risks for human explorers.
Following the site exploration phase, identified in the Hellas Planitia valley in Mars' southern hemisphere, the automated rovers will proceed with material collection, processing, and the construction of essential infrastructure, including landing platforms and primary roadways.
The first habitat core will consist of three self-sustaining domes, interconnected via pressurized airlocks. These domes will be constructed using Martian regolith through additive manufacturing, where local dust is transformed into printable mortar by combining it with polymers and bio-based binders. Each dome will feature an inflatable pressurized core housing pre-integrated Environmental Control and Life Support Systems (ECLSS) and essential internal infrastructure to ensure a comfortable and livable environment for the crew.
A prefabricated hexagonal dome, similar to those used in the ISS, will be placed at the top of the regolith dome to allow natural light entry while protecting the habitat from radiation and micrometeorite impacts.
The HiveMars Masterplan is structured around a main axis, with the Landing Area and Habitat Zones at its ends. Perpendicularly, the plan includes an Energy Area, equipped with solar panels and Kilopower systems, and an ISRU Zone for material extraction and processing.
Furthermore, the project envisions potential colonial expansion with a hexagonal morphology, resembling a beehive—hence the project’s name, HiveMars. This configuration allows for continuous spatial tessellation, enabling the seamless integration of additional landing zones, power areas, ISRU zones, and modular habitat units.
