去年秋季的奠基仪式上，德州农工大学Nancy Currie-Gregg教授为新成立的太空研究所插下旗帜。这座位于休斯顿的设施预计2026年秋季竣工。（图片来源：德州农工大学工程学院）

NASA阿尔忒弥斯计划正推动人类成为星际物种——月球基地拟于2030年建成，2039年实现火星往返。

这些星际移民需要居住和工作的建筑，但挑战在于：每向太空运送1公斤物资需耗费50万至100万美元。

这意味着必须在零重力环境下施工，这至少可以说是极具挑战性的。

漂浮在镜头后方的是Patrick Suermann博士，这位建筑学院施工科学教授、土木环境工程师兼美国空军退役中校，在母校德州农工大学实现了多重身份的交汇。

"德州立志成为太空之州，"Suermann表示，"而德州农工大学正引领这一进程。"

他与工程学院及NASA的合作伙伴们，正通过校内十余个研究中心实验室的创新研究构建太空探索的未来版图，研究范围即将扩展至休斯顿约翰逊航天中心。

太空中不容许浪费、低效或失误，因此Suermann等学者正研究如何运用自主系统、机器人技术和先进材料在月球和火星建造建筑。这些技术同样能提升地球建筑的安全性、降低成本并增强可持续性。

太空给人类的启示

Suermann说,不论是否处于零重力环境,建造就是建造。他经常发现自己与美国顶尖的行星物理学家、计算机科学家等人共处一室。"但这仍然是建造工作。他们需要的是实干家,"2003年获得德州农工大学建筑科学硕士学位的Suermann说道。

在2017年加入德州农工大学之前,他曾担任美国空军土木工程师军官20年,在世界各地建设项目以支持维和与国家建设行动。他还在美国空军学院教授项目管理、领导力、工程和建筑信息建模课程。

Suermann表示:"我们越能将建筑转化为制造,效率就会越高。如果人们没有掌握制造业的效率,大型零售商店的产品就不会如此便宜。但由于我们必须在现场建设项目,而且大多数都是定制的一次性项目,所以建筑项目效率低下且成本高昂。"

他的团队在3D打印月球砖方面的研究可直接应用于地球上的救灾和偏远地区建设。月球上的风化层[土壤和破碎岩石]被认为适合建造,因此舒尔曼质疑使用当地材料(特别是在农村或不发达地区)建造的可行性。

他还指出需要新的标准和流程。"我们正在设计能够抵抗月球和火星上作用力的东西,"他说。"如果我们想保持竞争力,就要建立适用于所有建筑工程的新知识和新流程。"

Suermann的军事背景给了他独特的视角。

"自由市场经济要求我们必须找到一种方法,使工作更有利可图、更高效,让人类摆脱枯燥、肮脏和危险的建筑工作循环,"他说。

"当我想到我们在军队中建造的项目时,它们都很偏远——格陵兰岛、南极洲、阿富汗、关岛。你必须充分考虑准备工作,因为你无法返回去取你需要的东西。而太空建设就是这种要求的终极体现。"

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当谈到实现童年梦想时，Suermann赢了。

小时候生活在佛罗里达州卫星海滩的他，在肯尼迪航天中心穿着迷你飞行服参观，在自家后院观看美国宇航局的火箭发射。

他会从建筑工地的垃圾箱里收集废木头，为他的自行车建造坡道。他有一个"真正的工具箱和真正的工具带"，整天骑着他那辆NFL主题的香蕉座自行车冲向天空。

他开玩笑说："那是真正的木工活——我想我在二年级时就达到了巅峰。"

现在在德州农工大学，他将童年的爱好结合起来。他说："我可以与建筑和工程领域的杰出人才一起设计，还可以与美国宇航局合作。这真的是我童年梦想成真。"

他表示他的下一个梦想即将实现，因为他加入了德州农工大学举办2026年国际美国土木工程师学会地球与空间会议的筹备工作，这是世界航空航天和土木工程领域最重要的活动之一。

他说："会议两年举办一次，这是第20届，我们希望将其办成有史以来规模最大的一次，"

Suermann表示，他希望美国继续投资太空研究。

BY：phys- Lesley Henton, Texas A&M University

FY：Astronomical volunteer team

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