Co si máme představit pod pojmem vesmírná architektura?
Vesmírná architektura je nový termín, který může působit hodně abstraktně. Jedná se o aplikaci a přesah architektonického přístupu navrhování v kosmickém sektoru. Architektura v tomto případě znamená tvorbu umělého systému pro člověka, který obsahuje prvky lidské interakce fyzicky i kognitivně, člověk je fyzicky i mentálně/psychicky přítomen v systému. Jedná se o nový obor, který byl systematicky definován až v 21. století v rámci širší komunity Amerického institutu pro letectví a astronautiku (AIAA).
Ondřej Doule Vystudoval magisterské a doktorské stadium Fakulty architektury v Praze. Současně absolvoval magistra v oblasti věd a managementu v kosmickém sektoru ve Štrasburku. Jeho hlavním cílem je výzkum a navrhování pro propojení pozemské a vesmírné oblasti systémové architektury umělého prostředí člověka. Pracuje na částečný úvazek na Technologickém institutu na Floridě v USA (FIT SHCDIA), kde je součástí akademického a vědeckého týmu pracujícího též pro NASA Kennedyho vesmírné centrum. Projekty se zaměřují na integraci člověka do systému ve smyslu osobního kokpitu pro aplikace na zemi a ve vesmíru. Současně strategicky rozvíjí svou firmu Space Innovations, která se zaměřuje na efektivitu v pozemské architektury, a současně se věnuje osvětě a vzdělávání architektury ve vesmíru. |
Jak se liší vesmírná architektura od té klasické „pozemské“?
Liší se rozsahem a dopadem. Vesmírná architektura – nebo česky primárně architektura systémů pilotovaných letů – vyžaduje širší znalosti nebo nadstavbu klasického stavitelství, včetně znalostí z disciplín jako letecké inženýrství, planetární vědy, orbitální mechanika, raketové nosiče, kosmodromy, a současně znalosti udržitelného rozvoje ve smyslu úplné samostatnosti ekologie systémů. A to je vlastně jedním z důvodů, proč se touto oblastí zabývám.
Protože vás na tom zajímá ten ekologický rozměr?
Ano, v případě vesmírné architektury se totiž jedná o ekologickou nebo udržitelnou architekturu dotaženou do absolutního extrému. Například pokud jsme technicky schopni ubytovat člověka na Měsíci po neomezenou dobu bez zásobování, znamená to, že jsme také schopni vybudovat stejné prostředí plně nezávislé na přírodních zdrojích na Zemi. Vesmírnou architekturu tak lze nazvat architekturou absolutního udržitelného rozvoje člověka.
Takže ta „nadstavba“ klasického stavitelství je poměrně výrazná.
Člověk, který se vesmírnou architekturou zabývá, musí být ochoten si budovat všeobecný přehled a přesah nejen do leteckého inženýrství a řady kosmických věd, ale též do industriálního a produktového designu a systémového inženýrství.
Vesmírná architektura skrze své požadavky na efektivitu vyžaduje řešení i velmi „těsného “ prostředí člověka. Z generalisty pozemního stavitelství se tak stává generalistou pro návrh obytného systému člověka kdekoliv ve sluneční soustavě, tj. generalista kosmického nebo vesmírného stavitelství a současně generalista tzv. osobního kokpitu (velmi blízkého prostředí člověka).
Ukázka využití habitatu SHEE v extrémních podmínkách
Jak se člověk k této činnosti vůbec dostane?
V mém případě skrze studium na FA ČVUT. Architekt jakožto navrhovatel lidských obydlí - nyní nehovořím o IT nebo telecom architektech - je generalistou a integrátorem, nikoliv specialistou. Tyto dvě velmi důležité funkce spolu přináší mnoho strastí v oblasti tržní ekonomiky, neboť je lze jen stěží kvantitativně nebo kvalitativně měřit a porovnávat. Jakožto čerstvý absolvent magisterského studia na FA ČVUT jsem se o téma kvantitativního a kvalitativního hodnocení velmi zajímal, abych měl v ruce nějakou argumentační „páku” v případě svých konceptů nejen vůči klientovi, ale také vůči svým kolegům.
Prostě jsem hledal, které principy návrhu jsou ty nejdůležitější. Proto jsem následně absolvoval doktorské studium, v němž jsem se soustředil na kvantifikovatelné a obecné parametry navrhování, které jsem považoval za dosud chybějící – to vše mne přirozeně přivedlo do kosmického sektoru. Jak lépe se dozvědět o skutečných potřebách člověka než jeho umístěním do velmi nehostinného prostředí vesmíru?
SHEESelf-Deployable Habitat for Extreme Environments / Samostavitelný habitat pro extrémní prostředí. Jde simulátor habitatu pro dvě osoby s částečnou energetickou autonomií, se zásobníky vody a odpadu na 7 dní. Poskytuje prostor pro nespočet možných oblastí simulací pro vývoj systémů pilotovaných letů (Human Space Flight) a aplikace v nestandardních podmínkách na Zemi. Jedná se o první roboticky rozložitelný habitat na "trhu" s kosmickými simulátory základen, ale současně na trhu se záchrannými habitaty. Je zatím též jediný se systémovou iniciaci konstrukce plně samostatně - dálkově. Počítá totiž s tím, že rozložení systémů v extrémním prostředí člověkem osobně je velmi rizikové, takovéto systémy by proto měly mít schopnost rozbalení, sestavení a nastartování bez přítomnosti člověka a měly by okamžitě obsahovat vše k přežití. |
Kolik pracovišť na světě se této problematice věnuje?
Věnuje se jí každá národní kosmická agentura, která se zabývá pilotovanými lety. Některé země a korporace mají delší tradici a současně vznikají architektonická studia, která si do svého portfolia schopnosti vesmírné architektury dávají, neboť některé školy již poskytují v této oblasti výuku. Nejvíce populární je to na univerzitách hlavně ve Spojených státech, kde pilotované lety a obecně osídlení sluneční soustavy není považováno za utopii, ale za nutnost.
Liší se zásadně „vesmírné“ stavební materiály od těch pozemských?
Vím, co máte na mysli. Například pozemní stanice, kosmodromy, hangáry, kontrolní centra se řeší dle pozemních bezpečnostních a jiných standardů – tj. pozemní segment vesmírné architektury využívá standardní nabídku materiálů ve stavebnictví, která se nicméně každým rokem mění. Nicméně v okamžiku, kdy se dostáváme do návrhu a výroby prototypů simulátorů nebo simulátorů letových jednotek, tak již zahrnujeme do spektra nejen tradiční materiálové řešení ale také takové, které umožní v dostatečné míře a věrnosti potřebné simulace.
Současně záleží na cílech simulace v konkrétním projektu. I v pozemské architektuře, leteckém a automobilovém průmyslu jsme zvyklí kombinovat tuhé, pohyblivé a nafukovací konstrukce. Materiály pro kosmické aplikace mají jiné požadavky na odolnost proti vibracím a radiaci. Lehké kovy, kompozity, flexibilní materiály s vysokou pevností a voštinové konstrukce tak mohou převládat nad tradiční příhradovinou. Jakmile se dostáváme s prototypem do nákladového prostoru nosiče, je třeba užít materiály certifikované pro let do vesmíru dle standardů pro vesmírné aplikace.
Řez složeným habitatem SHEE
Řez habitatem SHEE
Plánuje se využít různých materiálů podle místa ve vesmíru, pro které se navrhuje?
Vize systémových stratégů a architektů, kteří plánují osídlení Měsíce, je ve využití místních zdrojů. Na Měsíci se jedná primárně o spékání měsíčního prachu do kompaktních geometrických forem a na Marsu o hutnění hlíny do potřebných tvarů a forem. Teoreticky se už i uvažovalo o sulfurovém betonu na Měsíci a o tzv. marťanských cihlách. Obě nebeská tělesa jsou zřejmě bohatá na nerostné suroviny. Tak proč je nevyužít?
Marťanská miseHabitat SHEE se právě nachází ve Španělsku, kde je aktivně využíván k simulaci marťanské mise. Tato událost zaujala fotografy CNN natolik, že byla zařazena do pravidelné rubriky CNN "Týden ve fotografii". |
Kdy podle vás dojde k reálnému využití vesmírné architektury?
Simulátory a kosmodromy se budují neustále a tudíž vesmírná architektura byla a je využívána již od 60. let, nebyla však pojmenována. Nyní však máme stále více systematických informací a více zkušeností, kde počítačové modelování hraje kritickou roli, takže její využití je a bude efektivnější.
Vesmírná architektura má však také jinou velmi důležitou funkci, a to strategicky osvětovou a vzdělávací, konkrétním příkladem je simulátor SHEE, který má podobný dopad jako mezinárodní vesmírná stanice ISS. Jde o to oslovit takto veřejnost po celém světě a unikátním způsobem ji vtáhnout do průzkumu a osídlení vesmíru – právě skrze obytnou vesmírnou architekturu, tedy umělá prostředí pro pobyt a interakci lidí, včetně uměle vytvořených habitatů v nehostinném prostředí nízké orbity Země.
Fotografie    |
Je někde možné si takové uměle vytvořené prostředí prohlédnout, třeba i v České republice?
Příkladem prvního fyzického systému vesmírné architektury je habitat SHEE, který jsem inicioval před pěti lety v rámci svého výzkumu v architektuře pobytových systémů pro extrémní prostředí a který jsme dokončili v roce 2016.
Jedná se o celosvětový unikát samorozložitelné pobytové základny pro krátké mise, který vyniká i tím, že spojuje požadavky na koncept pozemský i vesmírný. Jakožto simulátor tento habitat není určen do konkrétního prostředí, ale pouze poskytuje prostor k simulacím. Nikam tedy ani jeho nástupce nepoletí. Velmi rádi bychom systém SHEE dopravili z francouzského Štrasburku do České republiky k představení na Dnech NATO v Ostravě v září. Nicméně stále hledáme financování na dopravu a provoz.
Jsou získané poznatky a technologie využitelné i v civilním životě?
Rozhodně. Obecně se jedná o využití při navrhování udržitelných systémů, budov, umění přístupu k návrhu s respektem k prostředí a umění chápat širší podmínky prostředí. Konkrétně je pak projektant více otevřen k využití energeticky a zdrojově samostatných, fyzicky a kognitivně ergonomických řešení, je více nakloněn detailním návrhům na míru jednoho člověka k dosažení maximální efektivnosti užití prostředí s důrazem na kvalitu pobytu.
Současně jde o inovativní řešení a aplikaci jednoduché robotiky či principů průmyslového designu, který zahrnuje též samostavitelné, kompaktní systémy a konstrukce, které jsou více funkčně a prostorově efektivní. Vesmírná architektura je novou vývojovou fází tradiční architektury pozemské a ergonomie člověka a skýtá nesčetné množství potenciálních aplikacích o kterých ještě ani nevíme.
