Kampus eksplorasi ruang angkasa Avatar X di Jepang akan menampilkan fasilitas penelitian robotika futuristik yang digantung pada kabel baja di atas kawah-seperti bulan
Kampus penelitian teknologi luar angkasa perintis, yang akan digunakan sebagai lahan uji coba bagi konsorsium perusahaan teknologi global, akan dibangun di Jepang pada tahun 2020. Proyek ini merupakan kemitraan antara ANA Holdings Inc. dan Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) – keduanya ahli dalam meluncurkan kendaraan ke atmosfer – dan merupakan bagian dari Avatar X, sebuah program kolaboratif untuk kemajuan eksplorasi dan pengembangan ruang angkasa.
Avatar X telah mengidentifikasi tiga bidang yang akan mendapat manfaat dari penelitian kampus: konstruksi jarak jauh di luar angkasa, pengoperasian dan pemeliharaan stasiun dan fasilitas luar angkasa dari Bumi, serta hiburan-berbasis luar angkasa dan perjalanan untuk masyarakat umum.
“Struktur keseluruhannya terlihat seperti roda sepeda, yang diletakkan di atas kawah, dan bangunan itu sendiri membentuk hub pusat dan ditopang pada ‘jari-jari’ kabel baja, membentuk struktur ‘tensegritas’.”
Masayuki Sono, arsitek proyek
Oita adalah prefektur pesisir di Pulau Kyushu Jepang, dan bekas lokasi penambangannya sudah menyerupai permukaan bulan. Kampus baru ini akan terdiri dari beberapa gedung serta medan simulasi bulan, yang akan digunakan untuk bereksperimen dengan konstruksi semi-otonom jarak jauh pada habitat permukaan bulan menggunakan robot avatar.
Clouds Architecture Office – sebuah firma di New York yang terkenal dengan peringatan Staten Island 9/11, dan bekerja sama dengan NASA untuk mengembangkan Mars Ice Home – telah menyelesaikan desain konsep untuk masterplan dan tiga bangunan di kampus Oita: pusat penelitian dan pengembangan, simulator lingkungan bulan, dan gedung lab Avatar X, yang akan berlokasi di jantung kampus yang melayang di atas kawah-seperti bulan.
Pusat Avatar-X akan menampung fasilitas penelitian-tercanggih--robotika tercanggih
Masayuki Sono, arsitek proyek dan salah satu{0}}pendiri Clouds Architecture Office, berkomentar: "Kami memulai dengan rencana induk seluruh kompleks. Karena aktivitas di dalam dan di sekitar kawah akan sangat penting dalam eksplorasi permukaan bulan, dan juga karena topografi yang ada, sebuah kawah besar yang menyimulasikan lingkungan bulan ditempatkan di tengah situs.
“Semua fasilitas diposisikan di sekitar kawah dalam organisasi radial, dan laboratorium pusat Avatar X berisi pusat pengunjung, simulasi dan tampilan avatar, fasilitas penelitian, dan fasilitas umum lainnya. Untuk mengontrol dan memantau aktivitas pengujian yang berlangsung di dalam dan sekitar kawah, laboratorium tersebut digantung di tengah kawah, sehingga menciptakan simbol yang menginspirasi.
Desain bangunan ini sengaja dibuat ikonik, mengekspresikan semangat kepeloporan penerbangan dengan memanfaatkan teknik konstruksi yang dikumpulkan dari arsitektur luar angkasa dan penerbangan. “Bentuk struktur terapung ini dipengaruhi oleh bejana tekan yang umum dalam arsitektur ruang angkasa, yang cenderung berbentuk silinder,” jelas Masayuki. “Kami ingin menyampaikan semangat inovatif dan energi era luar angkasa.”
Kabel baja akan menggantungkan pusatnya di atas simulasi kawah bulan
Fasilitas penelitian-tercanggih akan dibentuk dari panel membran fluoropolimer semi-buram dan transparan yang dililitkan pada rangka baja. Partisi akan terbuat dari serat karbon, dengan pelat lantai sarang lebah dan trim-plastik yang diperkuat serat, semuanya dirancang untuk mengurangi berat.
Anggota tim proyek dan Profesor Madya di Universitas Tokyo, insinyur struktur Jun Sato, menjelaskan desain tersebut lebih lanjut: "Struktur keseluruhan tampak seperti roda sepeda, yang diletakkan di atas kawah, dan bangunan itu sendiri membentuk hub pusat dan didukung pada 'jari-jari' kabel baja, membentuk struktur 'tensegritas'. Di sini, serangkaian elemen kompresi ditentang dan diseimbangkan oleh gaya tarik terus menerus, menciptakan pratekan internal yang menstabilkan seluruh struktur.
"Hub baja tipe spindel-adalah piramida segi empat ganda, tinggi 40 meter, dengan rangka cembung yang dapat berfungsi sebagai elemen tekan sehingga beberapa balok di dalam hub ini dapat menjadi elemen tarik, dan struktur menjadi ringan."
“Setelah mempertimbangkan berbagai pilihan material, karena berbagai kriteria yang kompleks, baja dipilih sebagai sistem yang paling layak dan terbukti untuk mewujudkan desain yang unik.”
Masayuki Sono, arsitek proyek
Proyek ini bergerak maju ke tahap berikutnya, dengan konstruksi diperkirakan akan dimulai pada tahun 2020, ketika lokasi yang dipilih akan digali dan dibentuk seperti kawah di bulan.
“Untuk perhitungan struktur gedung laboratorium Avatar X kita harus mempertimbangkan gravitasi, getaran horizontal dan vertikal akibat gempa bumi dan angin, kondisi tanah lunak dan penyusutan termal kabel,” kata Jun Sato. “Saya mengusulkan untuk memasukkan pegas daun di tepi kabel – sesuatu yang biasa digunakan untuk suspensi pada kendaraan beroda.”
Panel semi-buram dan transparan akan dipasang di sekeliling rangka baja untuk membentuk pusat robotika
Arsitek, Masayuki Sono menguraikan: "Organisasi dasar laboratorium dikembangkan dengan konfigurasi kabel suspensi baja-baja tahan karat yang sangat efisien. Ini terdiri dari geometri simetris permukaan yang dapat dikembangkan, dengan konsep massa rendah/performa tinggi yang sangat penting untuk desain di luar angkasa.
“Dengan penerapan sistem penutup membran yang ringan, sistem ini mengoptimalkan atribut struktural dan hambatan angin, sehingga membentuk ruang spiral yang dinamis. Setelah mempertimbangkan berbagai pilihan material, karena berbagai kriteria yang kompleks, baja dipilih sebagai sistem yang paling layak dan terbukti untuk mewujudkan desain yang unik.”
Avatar X berharap untuk mulai menguji avatar di-Orbit Rendah Bumi pada pertengahan-2020an, dan laboratorium penelitian robotika dunia lain pasti akan menjadi simbol unik, mewakili keunggulan perkembangan teknologi, yang akan membantu manusia untuk hidup dan bekerja di luar angkasa.
