秦院士看向陆安示意他继续展开,后者点了点头继续道:“其次是结构设计,我们提出了‘多层壳体’概念。”
接下来,陆安详细解释着每一层:
“最外层是吸收缓冲层,由可形变、高耗能的特殊混凝土与复合材料构成,其作用不是抵抗,而是吸收和分散冲击能量,就像汽车保险杠。”
“中间层是主承力层,由高强度合金钢骨架或碳纤维复合材料构成,嵌入主动/被动阻尼系统,实时抵消结构振动。”
“内层是气密承压居住壳体,采用舰艇或航天器级别的密封工艺,确保内部气压和环境的绝对独立。”
“各层之间以及大型舱体之间的连接,全部采用柔性铰和大型电涡流阻尼器,允许结构在一定范围内发生可控的位移和形变,避免应力集中导致的脆性断裂。”
“总的来讲,就是让整个地下生存设施像一棵深埋的大树,主干坚固,枝叶柔韧,能在风暴中摇曳而不折。”
这次的讨论集中在材料可行性上。
只见一位材料科学院的专家说道:“这种多层多功能复合结构,尤其是外层牺牲缓冲材料和内层超大规模气密壳体的制造、运输、现场拼装,工艺要求极高。”
他强调地补充道:“特别是内层气密壳体,要保证在巨大地层压力和可能变形下的长期密封性,焊缝或连接处的检测和维护将是噩梦。”
陆安回应道:“这正是我们新型制造技术要解决的,尽可能采用巨型模块化预制拼装,吸收层材料可以设计成自充填式,在开挖后由机器人喷射注入成型。”
“主结构采用高强度、耐腐蚀的标准化型材,在自动化工厂生产,现场由机器人精准装配。”
“气密壳体,我们考虑借鉴航天器舱段和深海潜艇耐压壳的技术,发展超大型分段铸造和现场电子束焊接技术,并由人工智能控制的无损检测机器人进行全生命周期监测。”
“这需要材料、工艺、机器人和质量控制体系的全面升级,但技术路径是清晰的,解决方案我们已经有了,放心吧。”
与会的众人一听陆安已经有具体解决方案了,都不由得点了点头,表示没异议。
过了片刻,陆安调出支护结构的示意图,说道:“然后是抗压与抗塌陷,除了结构自身强度,同时依赖主动支护,大量使用基于实时岩体应力监测的主动预应力锚杆锚索系统,以及自适应刚度的智能液压支柱。”
陆安指着示意图说道:“在设施拱顶和关键交叉点构筑人工巨柱作为核心支撑,更重要的是每个大型地下空间,都会配备内部压力平衡系统,通过调节内部压力部分抵消外部岩土压力。”
一位工程兵的老专家摸着下巴:“像给鸡蛋壳内部加压,让它更抗压?思路可以,但压力调节的精度、可靠性,以及突发失压的应急措施必须万无一失,这涉及到海量的传感器、快速响应阀门和备份系统。”
“是的,这将是系统冗余设计的重点。”陆安点了点头肯定道:“关于气密与辐射屏蔽,除了结构气密,我们要求在主体结构层中,整合连续的重屏蔽层。”
“方案是在内外壳体之间,浇筑掺有重晶石或钢铁碎屑的高密度混凝土,并铺设铅板或聚乙烯板夹层。”
“对于关键区域如居住区和指挥中心,屏蔽要求更高。”
“所有通风、管线出入口,必须经过多重气闸和过滤净化装置,辐射本底监测将是常态。”
经过一番细节研讨,结构安全标准达成了共识。
……
接下来便是生命维持系统的标准审议,引发了另一轮激烈讨论。
陆安提出“封闭/半封闭生态循环目标:水氧70%+循环,食物70%+自产”时,一位生态工程领域的泰斗林院士,直接皱紧了眉头。
“陆安同志,这个目标非常激进啊。”林院士声音沉稳但有力,他说道:“目前国际上最先进的长期封闭生态实验系统,比如‘生物圈2号’,其循环稳定性和效率都远未达到这个水平,且规模只有极小的几人到几十人。”
“我们现在要设计的是以万人为单位级别系统单元,藻类反应器的大规模培养极易受到污染和种群退化影响。”
“水循环系统要处理这种级别的复杂污水,确保长期无有害物质积累。”
“人工光农业的能耗巨大,且作物连续多代在人工环境下可能退化。”
“70%食物自产意味着需要庞大的种植面积和近乎完美的环境控制,任何一个环节的微小扰动,在一个封闭系统内都可能被放大,导致整个生态的崩溃啊。”
陆安深知其难度,随即他展示出自己对大规模生态系统的初步模拟参数。
“林院士的担忧非常现实,我们并非要求一开始就达到这个目标,3-5年的应急物资储备就是为了给生态系统的调试、稳定留下窗口期。”
“该策略是多层次、多冗余、小型化模块的思路。”
紧接着,陆安详细解构描述道:
“不建造少数几个巨型生态舱,而是建立成百上千个相对独立、功能侧重点不同的中小型生态模块。”
“例如,专门的水培蔬菜模块、藻类蛋白质生产模块、蘑菇栽培模块、小型昆虫/鱼类养殖模块。”
“模块之间通过标准接口连接,但又保持一定的隔离性。”
“一个模块出问题,可以隔离检修,不影响整体。”
“通过AI全天候监控每一个模块的数以万计的参数,诸如光照、营养液成分、气体交换、微生物种群等,进行动态优化和实时预警。”
“同时,我们储备大量的种子库、藻种库、微生物菌种库,以及备用的合成营养生产线。”
“目标是形成一个有弹性、可修复、人机共管的复杂生态系统,而不是一个脆弱的、追求绝对闭合的玻璃罐。”
陆安话音落下,林院士思考良久,自顾自地点头,沉声说:“模块化、冗余、智能监控,这个方向是对的。”
“只是,这样的系统复杂度会几何级数增加,必须建立从实验室小试、中试到全规模模块的完整测试验证体系,这个时间可能很长。”
“所以,生态模块的标准化设计和测试必须立刻启动,与结构施工并行。”秦院士拍板道:“我们可以先在先行设施单元建立缩比综合测试平台。”
陆安闻言,点头说道:“我赞同。”
关于环境控制和物资储备的标准,相对容易达成共识。
温度、湿度、气压、气体的控制精度直接借鉴航天器和高级生物实验室的标准,但规模放大。
储备五年物资的提议,虽然意味着天文数字的仓储空间和物流,但在“生存优先”的原则下无人反对。
关键在于如何高效储存,如超高密度营养块、冻干食品和轮换管理。
最后是可持续运营标准的制定。
能源部分,反而不是什么大问,只要解决紧急备用能源储备问题就行了。
常态下的电力能源可以依靠地表向地下设施输送,机器人再次立大功,人不能长期在地表,但机器人无碍。
地面的煤炭、火力发电厂可以继续运作,交给机器人就行了。
哪怕是因为撞击或次生灾害破坏了,也可以派遣大量的机器人紧急抢修恢复运作。
物资循环与制造部分,机器人继续立大功。
与元界智控的机器人体系衔接的设想,得到了广泛认同,形成地表的无人工厂运作,辅以地下设施的“微型工业”概念。
地下兜底的基本工业方面,必须有能力生产自身消耗的30%以上的备件和工具,以及100%的基础建筑材料。
如利用循环骨料和地下矿物的3D打印建材,这将大幅减轻对地面补给线的长期依赖。