Un model tecnològicament viable per una ciutat a Mart, tal i com va ser imaginada per un equip català

El projecte buscarà ara la indústria, els acadèmics i el sector privat per fer passos més enllà i convertir la ciutat marciana en una opció factible per a un futur assentament humà al planeta vermell.

Benvinguts a Nüwa, capital de Mart. Els colons a Mart viurien aquí i a altres quatre ciutats verticals integrades en un dels centenars de penya-segats del planeta, que proporcionen protecció contra la radiació, però també exposició a la llum solar. Els edificis a l’interior dels penya-segats serien mixtos, amb capacitat per a entre 200.000 i 250.000 persones, i inclourien zones per viure i treballar, així mateix com espais per allotjar exposicions d’art, jardins exuberants, places públiques, pavellons esportius subterranis i sales de música. Menjarien una dieta basada al 50% en l’agricultura, un 20% de microalgues i un 30% de carn d’animals, insectes, bolets i carn cel·lular. 

El treball per persona hauria de ser vuit vegades superior al de l’humà mitjà a la Terra, però això es solucionaria imposant l’automatització, estandardització i l’ús de mètodes d’Intel·ligència Artificial a nivell de disseny. L’aigua s’extreuria principalment d’argiles i l’oxigen seria principalment produït pels cultius i les microalgues. Després de la mort, la biomassa d’animals, humans i plantes es tornaria incorporar al sistema. Mart acabaria convertint-se en una democràcia, amb una Constitució i un cos de llei propis. Cada ciutadà seria accionista de Mart. La societat evolucionaria cap a un model basat en la comunitat i la sostenibilitat. 

Aquest és l’aspecte que té una ciutat a Mart i com funciona segons un equip international de professionals dirigit per investigadors catalans. Utilitzant coneixements sobre la geologia, la geografia i l’atmosfera del planeta vermell, així com complexes investigacions de la sociologia i psicologia humanes, l’equip ha imaginat un model de vida a Mart, tecnològicament viable i autosostenible.

Video: Nuwa City Teaser
Credit: CSIC / ABIBOO Studio / SONet (Sebastian Rodriguez, Gonzalo Rojas)

La seva proposta va ser presentada al concurs Mars City State Design de la Mars Society, l’organització de promoció de l’espai més gran i més influent del món dedicada a l’exploració i l’assentament humans al planeta Mart. L’equip va exposar el projecte el dissabte 17 d’octubre durant la Mars Society Convention després d’haver estat seleccionat d’entre 10 finalistes de més de 175 propostes presentades. Tot i que no van guanyar el premi, l'equip està convençut que l'enfocament sostenible i centrat en l’ésser humà en l'exploració de l'espai és el camí correcte. Per tant, continuaran buscant col·laboracions industrials i acadèmiques per donar vida a alguns dels conceptes bàsics del proper hàbitat de la humanitat a Mart.

Aquesta proposta de disseny va ser creada i promoguda per SONet (the Sustainable Off-world Network), una comunitat formada principalment per professionals europeus interessats en enfocaments multidisciplinaris a l’exploració sostenible de l’espai. El projecte està liderat per investigadors de l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) a l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE, CSIC), la Universitat Politècnica de Catalunya ·BarcelonaTech (UPC), l’Escola Superior d’Enginyeries Industrial, Aeroespacial i Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT – UPC), i la seva principal planificació arquitectònica i urbana ha estat dirigida per l’estudi ABIBOO. També compta amb importants aportacions de membres de l’Institut de Ciències del Mar (ICM, CSIC) i l’Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB). Participants d’altres països inclouen investigadors i professionals del Regne Unit, Alemanya, Àustria, els EE.UU. i Argentina. 

“El repte de l’equip era dissenyar un assentament amb tot el benestar d’una ciutat moderna que també fos capaç d’obtenir tots els recursos a nivell local i obtenir ràpidament la seva independència financera i logística de la Terra”, declara Guillem Anglada-Escudé, investigador Ramón y Cajal de l’ICE i coordinador de l’equip. El projecte tracta tots els aspectes de la vida humana: des dels materials que s’utilitzen per construir assentaments i els mecanismes per garantir l’oxigen i altres sistemes de suport a la vida fins a l’economia, l’art, l’educació, la llar d’infants, la càrrega de treball, el sistema polític, la mort i fins i tot l’herència a Mart.

Image: Nuwa Tempe Mensa Aerial view
Credit: ABIBOO Studio / SONet (Gonzalo Rojas)

"Des del punt de vista d'un arquitecte del món real, dissenyar un desenvolupament urbà funcional, tot treballant amb les restriccions d'un món aliè, va ser alhora una experiència al·lucinant i extremadament enriquidora", va declarar Alfredo Muñoz, cofundador de l'estudi ABIBOO i líder de l’equip de desenvolupament arquitectònic. "Estem molt il·lusionats en seguir evolucionant aquest primer disseny, i també identificar noves solucions radicals que funcionaran també a la Terra".

El projecte buscarà ara la indústria, els acadèmics i diferents socis privats per fer passos més enllà i convertir la ciutat marciana en una opció factible per a un futur establiment humà al planeta vermell. "En un esforç tan gran, la cooperació entre experts en moltes àrees diferents és necessària", explica Miquel Sureda, professor d'enginyeria aeronàutica a l’ESEIAAT – UPC. "L'èxit del projecte de Nüwa al concurs del Mars Society pot ajudar a SONet a guanyar visibilitat i atreure membres i recursos".

"El món ha canviat radicalment des de que ens hi vàrem posar al març, i continuarà canviant a ritmes forçats”, conclou Anglada-Escudé. “Mentrestant —afegeix— els problemes de sostenibilitat de la Terra no se n'han anat per la porta del darrera. Encara que no arribem a Mart l'any que ve ni d'aquí a vint, si això serveix per inspirar professionals i joves catalans i d'arreu per treballar junts per un món més sostenible, ja haurem guanyat."

El següent pas immediat és buscar finançament per realitzar una nova iteració de disseny i iniciar converses per desenvolupar un demostrador a la Terra, que també s’hauria d’utilitzar per desenvolupar tecnologies de sostenibilitat i com a element inspirador per promoure les ciències entre joves i no tan joves.

Image: Sonet_Nuwa-Large-Parks at the Valley
Credit: ABIBOO Studio / SONet (Gonzalo Rojas)

Així s’organitzaria la vida a Mart amb més detall.

Mart té centenars de penya-segats, molts amb inclinacions superiors als 45 graus. Un penya-segat proporciona una superfície “vertical” àmplia i estructuralment estable, que és una oportunitat única per crear una ciutat vertical a l’interior del penya-segat, que proporciona protecció contra la radiació les 24 hores del dia, tot i que té moltes perforacions a la cara de la paret del penya-segat i proporciona llum solar indirecta a l’interior. La solució urbana i arquitectònica també aconsegueix un ús eficient dels recursos i una solució de baix cost per a la pell dels edificis que resol la diferència de pressió entre l’aire interior i l’exterior. A més, un assentament sostenible ha d’integrar les condicions locals, prou denses com per minimitzar-ne l’impacte ambiental i econòmic.

Nüwa és la capital, amb una població d'entre 200.000 i 250.000 habitants. El seu nom prové de la mitològica deessa xinesa, protectora dels humans, que va fondre cinc pedres per donar pilars socials robustos.

Image: Nuwa arrival view by Rover
Credit: ABIBOO Studio / SONet (Gonzalo Rojas)

S’han triat cinc ubicacions en lloc d’una per millorar la resistència, l’accés fàcil a llarg termini als recursos i per afegir opcions de mobilitat als ciutadans de Mart. La ciutat principal és Nüwa, essent Fuxi el segon centre urbà, a la mateixa regió però a 170 km al nord-est. Tot i que el projecte divideix els assentaments humans en cinc ciutats, ofereix una solució altament escalable i flexible que es pot implementar en molts llocs de Mart.

La proposta situa l'agricultura, la generació d'energia i el seu conseqüent processament industrial a la Mesa, la superfície plana substancial a la part superior del penya-segat. Les instal·lacions agrícoles i de producció d’energia requereixen d’accés directe a la radiació solar, però no necessiten cap protecció contra la radiació, ja que només hi treballarien el personal de manteniment i la robòtica.

El paisatge és un element fonamental a Nüwa i les seves ciutats germanes. La ubicació en si, poder viure dins d’un penya-segat, és una experiència emocional poderosa. La integració dels edificis amb el paisatge transforma la ciutat en un land-art, creant una identitat única per als seus ciutadans.

Image: Nuwa Green Dome and Tunnel Section
Credit: ABIBOO Studio / SONet (Sebastian Rodriguez)

Totes les ciutats tindrien accés a elements químics com el nitrogen, el fòsfor i el clor, que són recursos crucials per desenvolupar fertilitzants i produir agregats per a la construcció.

La sostenibilitat, però sobretot el desenvolupament autosostenible és el nucli del concepte de la ciutat de Nüwa. Per ser autosostenible, cal que un assentament a Mart pugui obtenir tots els recursos a nivell local. Després d’una curta fase inicial basada en les inversions de capital i els subministraments de la Terra, el sistema hauria de ser capaç de mantenir el seu creixement només amb recursos locals.

El cultiu de conreus seria la principal font de producció d'aliments, ja que proporcionaria el 50% de la dieta humana, mentre processaria CO2 en O2 i participaria en el sistema de processament d'aigua. Tot i que els cultius poden proporcionar una dieta més saborosa i variada que les microalgues, aquestes són més eficients en termes d’utilització d’espai i recursos, alhora que contribueixen a la revitalització de l’atmosfera i a la gestió de l’aigua. Per tant, les microalgues significarien el component principal de la dieta humana.

També s’inclourien animals de granja típics com porcs, pollastres o peixos, podrien representar una petita part de la dieta humana. Aquests animals són molt poc eficients, però aporten un alt valor psicològic. 

Image: Nuwa Green Dome view 2
Credit: ABIBOO Studio / SONet (Sebastian Rodriguez)

De forma similar a la que tenim a la Terra, hi hauria un cicle de l’aigua a Nüwa. Els humans, els animals i les plantes afegirien aigua a l’atmosfera mitjançant la respiració/sudoració/transpiració. El mètode d’extracció d’aigua preferit explotaria les argiles, que són minerals hidratats amb un 5-10% de massa en aigua que s’allibera en escalfar-los fins a uns 400°C. Una ciutat marciana polar hauria de poder accedir a l’aigua congelada des de la superfície i, per tant, requeriria molt menys processament de minerals.

Tant les microalgues com la fotosíntesi de cultius produirien l'oxigen necessari per substituir l'oxigen consumit per humans i animals. A més d’aquestes plantes productores d’aliments, les zones verdes dels espais humans també contribuirien a la reducció dels nivells de diòxid de carboni i la producció d’oxigen.

L’educació infantil consisteix en serveis socials per a nadons fins a l’edat preescolar (és a dir, fins a 5 anys), que permeten als pares continuar compromesos amb les seves tasques. Els plans d’estudis de l’escola haurien de ser generalistes en el sentit de les habilitats d’aprenentatge i la formació en l’ús i el triatge de la informació en lloc de la mera adquisició de coneixements. Les Universitats Tècniques de Mart (MTU) estarien enfocades a preparar especialistes per a les tasques tècniques i de gestió més crítiques.

Image: Nuwa-Urban-Interior View
Credit: ABIBOO Studio / SONet (Sebastian Rodriguez)

Les arts seran una part fonamental de la Societat a Mart. Cada macro edifici inclou Art-Domes per animar i inspirar els ciutadans de Nüwa i les seves ciutats germanes. Les instal·lacions recreatives involucren els ciutadans en activitats físiques com ara esports, jocs i condicionament físic, activitats socials, càmping i activitats artesanals. 

El transport en direcció vertical del Mur (l'interior del penya-segat) es realitza amb ascensors als vestíbuls del cel i als forats. A la base i la part superior del Mur, s’utilitza un sistema de trens lleugers i autobusos per moure’s en la direcció longitudinal del penya-segat. El transport de ciutat a ciutat es realitza amb trens d’autobusos/vagons en carreteres asfaltades. 

Els ciutadans serien monitoritzats mitjançant un dispositiu de control personal, per a la localització, finalitats sanitàries i activació de protocols de seguretat, però la recollida de dades es regiria per una legislació clara. Hi hauria aproximadament 1500 llits hospitalaris per ciutat. Quan una persona mor, el seu cos s’utilitzaria com a compost o s’incineraria a una Torre de Concentrador Solar i la seva biomassa s’incorporaria de nou al sistema. Només s’heretaria una part dels diners i les accions i la resta es retornaria a la ciutat.

Per arribar des de la Terra a Mart, hauria de poder funcionar un servei de llançadora regular, amb finestres de llançament que s’obririen cada 26 mesos aproximadament i que durarien entre un i tres mesos. Per als colons, un bitllet de Mart tindrà un preu aproximat de 300.000 €, i inclouria: un viatge d’anada, una unitat residencial (~ 25,5 m2/persona), accés complet a instal·lacions comunes, tots els serveis de suport vital i menjar i un contracte de treball vinculant per dedicar entre el 60% i el 80% del seu temps de treball a les tasques assignades per la ciutat.

A una fase inicial, la colònia de Mart començaria com una corporació gestionada pels governs de la Terra i els cossos i els habitants tindrien la condició de treballadors. Després s’hauria d’entrar a una fase de creixement exponencial i elegir els seus representants en un ajuntament de Mart, que s’ocuparia d’assumptes locals i logística de desenvolupament. Els seus habitants ara serien ciutadans i rebrien ingressos com a accionistes de la ciutat. Un cop s’arribàs a una població de 500.000 persones, es dirigiria cap a una societat independent governada per la seva pròpia Constitució i lleis.

A Mart, els diners de la Terra se substituirien per micros, una moneda que es pot utilitzar per comprar part de la infraestructura excedentària a l’ajuntament de Mart, proporcionant un valor d’actiu intrínsec a la moneda. La propietat de la moneda seria limitada per mitigar la desigualtat social.

Una de les idees principals del concepte NÜWA és la igualtat social: tots els ciutadans són considerats accionistes de la ciutat, cosa que al seu torn proporciona totes les necessitats bàsiques. Tota la gent forma part de la ciutat i la ciutat és tothom.

Image: Nuwa Residential quarters
Credit: ABIBOO Studio / SONet (Sebastian Rodriguez)

Llistat de col·laboradors

Project Coordination, Economic model & High-level concepts: Guillem Anglada-Escudé, Ph.D.; RyC fellow in Astrophysics; Institute for Space Science/ CSIC & Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (EU)

Co-coordination. Space, Earth-Mars transportation & Socio-economics: Miquel Sureda, Ph.D.; Space Science and Technology Research Group, Universitat Politècnica de Catalunya & Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (EU)

Life Support, Biosystems & Human factors: Gisela Detrell, Ph.D; Institute for Space Systems, Universität Stuttgart (EU)

Design. Architecture & Urbanism: Design Strategy & Coordination: ABIBOO Studio (USA)

Preliminary Analysis & Urban Configuration: Alfredo Muñoz (USA); Owen Hughes Pearce (UK)

Detailed Architecture & Urban Design: Alfredo Muñoz (USA); Gonzalo Rojas (Argentina); Engeland Apostol (UK); Sebastián Rodríguez (Argentina); Verónica Florido (UK)

Identity & Graphic Design: Verónica Florido (UK); Engeland Apostol (UK)

Video Direction & CGI: Sebastián Rodríguez (Argentina); Gonzalo Rojas (Argentina)

Mars Materials & Location: Ignasi Casanova, Ph.D.; Prof. Civil and Environmental Engineering; Institute of Energy Technologies (INTE), Universitat Politècnica de Catalunya (EU)

Manufacturing, Advanced Biosystems & Materials: David Cullen; Prof. of Astrobiology and Space Biotechnology; Space Group, University of Cranfield (UK)

Energy & Sustainability: Miquel Banchs i Piqué; School of Civil Engineering & Surveying, University of Portsmouth (UK)

Mining & Excavation systems: Philipp Hartlieb; Prof. in Excavation Engineering, Montan Universitaet Leoben (EU)

Social Services & Life Support Systems: Laia Ribas, Ph.D.; RyC fellow in Biology, Institut de Ciències del Mar/CSIC, (EU)

Mars Climate modeling & Environment: David de la Torre; Dept. of Physics, Universitat Politècnica de Catalunya (EU)

CONTRIBUTORS:

Jordi Miralda Escudé (ICREA Prof. in Astrophysics – Ground Transport, UB, EU); Rafael Harillo Gomez-Pastrana (Lawyer, – Political Organization & Space law, EU); Lluis Soler (Ph.D. in Chemistry – Chemical processes, UPC, EU); Paula Betriu (Topographical analysis, – UPC, EU); Uygar Atalay (Location, temperature & Radiation analysis, UPC, EU); Pau Cardona (Earth-Mars Transportation, UPC, EU); Oscar Macia (Earth-Mars Transportation, UPC, EU); Eric Fimbinger (Resource Extraction & Conveyance, Montanuniversität Leoben, EU); Stephanie Hensley (Art Strategy in Mars, USA); Carlos Sierra (Electronic Engineering, ICE/CSIC, EU); Elena Montero (Psychologist, EU); Robert Myhill (Mars science – U. Bristol, UK); Rory Beard (Artificial Intelligence, UK)

SUPPORTING INSTITUTIONS :

CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas); ABIBOO Studio; UPC (Universitat Politécnica de Catalunya); Cranfield University; University of Stuttgart; IEEC (Institut d'Estudis Espacials de Catalunya); Montan University Leoben; Institut de Ciencies del Mar; University of Portsmouth.

Enllaços

– IEEC
– ICE – CSIC
– ABIBOO Studio
– UPC
– ICM – CSIC
– ICCUB
– The Sustainable Offworld Network (SONet) 
– Mars Society
 
Més informació

L’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) promou i coordina la recerca i el desenvolupament tecnològic espacial a Catalunya en benefici de la societat. L’IEEC fomenta les col·laboracions tant a nivell local com mundial, i és un eficient agent de transferència de coneixement, innovació i tecnologia.  Com a resultat de més de 20 anys de recerca d’alta qualitat, duta a terme en col·laboració amb les principals organitzacions internacionals, l’IEEC es troba entre els millors centres d’investigació internacionals centrats en àrees com: l’astrofísica, la cosmologia, les ciències planetàries i l’observació de la Terra. La divisió d’enginyeria de l’IEEC desenvolupa instrumentació per a projectes terrestres i espacials, i té una àmplia experiència treballant amb organitzacions privades i públiques del sector aeroespacial així com altres sectors d’innovació.   

L’IEEC és una fundació privada sense ànim de lucre regida per un Patronat compost per la Generalitat de Catalunya i unes altres quatre institucions amb una unitat científica cadascuna, que en conjunt constitueixen el nucli de l’activitat d’I+D de l’IEEC: la Universitat de Barcelona (UB) amb la unitat científica ICCUB – Institut de Ciències del Cosmos; la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) amb la unitat científica CERES – Centre d’Estudis i Recerca Espacials; la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) amb la unitat científica CTE – Grup de Recerca en Ciències i Tecnologies de l’Espai; i el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) amb la unitat científica ICE – Institut de Ciències de l’Espai. L’IEEC està integrat en la xarxa CERCA (Centres de Recerca de Catalunya).

Imatge

Cover: Nuwa Cliff and Valley Cover Image
Credit: ABIBOO Studio / SONet (Gonzalo Rojas)

Contactes

Oficina de Comunicació de l'IEEC
Barcelona
Ana Montaner Pizà
Correu electrònic: comunicacio@ieec.cat 

Institut de Ciències de l’Espai (ICE – CSIC)
Barcelona
Guillem Anglada-Escudé
Correu electrònic: anglada@ice.csic.es

Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Barcelona
Miquel Sureda Anfres
Correu electrònic: miquel.sureda@upc.edu