menu

Tam, gdzie rosną cegły

Monika Brandić Lipińska to kosmiczna architektka. Przy współpracy z laboratorium astrobiologii NASA Ames Research Center w Kalifornii pracuje nad wykorzystaniem biologii syntetycznej w projektowaniu pozaziemskim. Co ma wspólnego architektura kosmiczna z grzybami, po co wymyślać cele zrównoważonego rozwoju dla Księżyca oraz kiedy założymy pierwszą marsjańską kolonię, pyta Łukasz Harat (kolektyw antyRAMA).

Eternal Oasis, cegły z lokalnego materiału, umożliwiające, dzięki swojej geometrii, budowanie bez dodatkowego spoiwa, Monika Brandić Lipińska, Ludvig Hofsten, Karolina Pajnowska, 2017

Czym jest architektura środowisk ekstremalnych? Jak rozumiem, są to nie tylko przestrzenie pozaziemskie.

Środowiska ekstremalne to wszystkie miejsca, również te na Ziemi, w których są albo skrajne temperatury, albo zupełnie niestandardowe ciśnienie. Oczywiście przestrzeń kosmiczna jest najbardziej ekstremalnym środowiskiem. Projektowanie w takich warunkach jest bardzo wymagające, bo na przykład inaczej działa grawitacja. Takie miejsca na naszej planecie idealnie służą do testowania i eksperymentowania rozwiązań, które możemy w przyszłości wykorzystać na Księżycu czy na Marsie.

Takie miejsca jak Sahara czy Antarktyda, czyli miejsca o charakterze pustynnym, w jednym wypadku skrajnie gorącym, w drugim zimnym, ale w obu z niezwykle małą liczbą opadów i dostępu do wody, faktycznie mogą przypominać i imitować kosmiczny krajobraz. 

To prawda. Będąc na uczelni w Szwecji, robiłam ze znajomymi projekt na Saharze. Projektując budynek, wykorzystaliśmy mycelium (ang. grzybnia), żeby budynek się nie osunął, a w konsekwencji nie zawalił, oraz surowce, które można znaleźć na miejscu – czyli piasek. To podejście jest bardzo podobne w kontekście projektowania bazy na Marsie czy Księżycu. Robiłam też projekt, który był bardzo podobny do tego na Saharze, tylko zamiast piasku wykorzystaliśmy regalit księżycowy. Po prostu w środowiskach ekstremalnych jesteś zmuszony do użycia lokalnych materiałów, które tam znajdziesz, bo nie ma środków finansowych, żeby przewieźć wszystko, co chcesz.

Eternal Oasis, Monika Brandić Lipińska, Ludvig Hofsten, Karolina Pajnowska, 2017

Czyli główną różnicą jest surowiec, który znajdziemy na miejscu? Obecnie myślimy o tworzeniu baz na Marsie i Księżycu – czym różnią się oba te środowiska?

Główną różnicą dla projektu na Marsie lub Księżycu jest odległość. Czerwona Planeta jest dużo dalej i możesz wziąć ze sobą dużo mniej. To jest zdecydowanie najważniejsze. Potem dochodzi to, że na przykład na Księżycu jest mniejsza grawitacja niż na Marsie, na Marsie mamy trochę atmosfery, a na Księżycu praktycznie nie. No i Mars tak samo jak Księżyc nie ma pola magnetycznego, które by chroniło nas przed promieniowaniem kosmicznym. To tyle tak naprawdę z największych wyzwań architektonicznych.

No chyba że zjedzą nas jakieś potwory, reptilianie czy inne pozaziemskie stworzenia z kosmicznych teorii spiskowych. Dla zwykłego śmiertelnika tych zmiennych w przestrzeni kosmicznej jest ogrom. Trudno mi sobie wyobrazić, by architekci i architektki mogli projektować sami, bez pomocy specjalistów z innych dziedzin. 

Faktycznie jest tak, że nie ma szans wobec tego typu projektów, aby pracować w pojedynkę. Łączy się tutaj bardzo dużo różnych dziedzin. Ja w taki sposób trafiłam na biotechnologię, którą obecnie studiuję w ramach doktoratu. Zdążyłam już się nauczyć, jak bardzo dużo rzeczy nie wiem. Nie wyobrażam sobie pracy bez laboratorium astrobiologii NASA, w którym pracuje mnóstwo astrobiologów, fizyków czy biologów syntetycznych. Ekstra jest współpracować z takimi ludźmi, którzy zajmują się tą samą tematyką. Nie chodzi o laboratoria, tylko o ich wiedzę. Razem stanowimy najbardziej wartościowy miks.

Myco-architecture Off Planet, prototyp rozkładanej struktury nośnej umożliwiającej 3-wymiarowe rośnięcie mycelium. Monika Brandić Lipińska, NASA Ames Research Center, 2019

Z jakich technologii korzystacie w kontekście budowania baz kosmicznych?

Można powiedzieć, że są dwa różne podejścia. Jedno to jest high-tech, drugie low-tech. Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, która została wybudowana przez połączenie wielu elementów na orbicie – to jest high-tech. Wszystko przyleciało z Ziemi. Do jej stworzenia potrzeba było około 30 misji kosmicznych wahadłowców. Nie dałoby się tego absolutnie zrobić w kontekście budowania na Księżycu czy Marsie. W architekturze kosmicznej im dalej lecimy, tym bardziej będziemy korzystać z podejścia low-tech, bo nie możemy ze sobą zabrać za dużo rzeczy. Musimy patrzeć w przeszłość, jak ludzie budowali kiedyś, wykorzystując lokalne materiały. Oczywiście wspomagamy się technologią, ale po to, żeby na przykład z regalitu księżycowego stworzyć cegły, które pozwolą nam wybudować bazę. Będziemy też pewnie szukać jaskiń, bo one same w sobie nas chronią – znamy to podejście sprzed tysięcy lat na Ziemi.

I tu właśnie wkraczamy w naprawdę kosmiczny temat – pomysł, który rozwijasz, jest co najmniej nieziemski, chociaż niezwykle naturalny. W ramach swojego doktoratu pracujesz nad technologią, która wykorzystuje mycelium (grzybnię). O co dokładnie chodzi?

Pomysł jest taki, żeby wziąć mycelium, czyli grzybnię. Chodzi o system korzeniowy grzyba, a nie jego owoc – czyli to, co jest najczęściej odcinanie. Ten organiczny materiał działa w ten sposób, że rośnie na dowolnych przedmiotach i je ze sobą łączy. W ten sposób na przykład można z fusów z kawy zrobić twardą bryłę. Oczywiście typów grzybów jest naprawdę wiele, wciąż badamy, który jest optymalny, co najlepiej obrasta, w jakiej temperaturze, świetle i przy jakim ciśnieniu jest najbardziej efektywny. Chcemy zabrać go na Marsa, dzięki temu oszczędzimy masę, która im jest mniejsza, tym łatwiej wystartować z Ziemi. Bierzemy ze sobą tylko trochę mycelium, a reszta wyrośnie już na miejscu, obrastając konstrukcję pod bazę kosmiczną.

Rozumiem, że mycelium jest spoiwem, które ma połączyć ze sobą elementy konstrukcyjne. Z czego ten szkielet będzie zbudowany? Też będzie organiczny?

Nie mam jednoznacznej odpowiedzi na to pytanie – może z lokalnych materiałów, które znajdziemy na przykład na Marsie. To wszystko jest jeszcze do przetestowania. Nad tym właśnie pracuję z NASA w ramach doktoratu (śmiech).

Zastanawia mnie, jakie zalety ma wykorzystanie mycelium w kosmosie, oprócz małej masy oraz organiczności. Jak w takiej bazie wyglądałyby podstawowe funkcje życiowe? Przecież grzyby nie mają zdolności do fotosyntezy, więc nie produkują tlenu. Czy cała ta koncepcja skupia się głównie na zapewnieniu tak zwanego dachu nad głową?

Są trzy kluczowe czynniki, które przemawiają za tą koncepcją. Pierwszy i najważniejszy to ochrona przed promieniowaniem kosmicznym. W połączeniu z lokalnym surowcem z Księżyca lub Marsa jesteśmy w stanie zapewnić ludziom ochronę przed śmiercionośnym promieniowaniem słonecznym. Obecnie w NASA poszukujemy grzybów, które mają wysoką zawartość melaniny. Niestety na razie nie jesteśmy w stanie znaleźć odpowiedniego gatunku – przypuszczalnie trzeba będzie wspomóc się modyfikacją genetyczną. Drugim czynnikiem jest wykorzystanie cyjanobakterii, czyli alg, które mają zdolność do fotosyntezy i w ten sposób będą pozyskiwać dwutlenek węgla z atmosfery Marsa i przetwarzać go na tlen, który będzie wykorzystywany, żeby grzybnia mogła rosnąć. To jest tak zwana symbioza grzyba i porostów – jedno rośnie na drugim i może na przykład tworzyć system podtrzymywania życia dla astronautów. Więc hipotetycznie, gdy pojawią się ludzie na Marsie lub Księżycu, taka baza mogłaby stale rosnąć i się powiększać. Jej zasób byłby w pewien sposób nieograniczony. Trzecim tematem jest wykorzystanie mycelium do przesyłania impulsów elektrycznych. Cała baza mogłaby stać się jednym wielkim komputerem, który dzięki odpowiednim sensorom odczytywałby różnicę ciśnienia lub temperatury – informowałby o potencjalnym niebezpieczeństwie. Można by powiedzieć, że struktura stałaby się responsywna.

Skąd wziąć w kosmosie wodę, która jest podstawą tej koncepcji?

Woda na Marsie jest! Jak ją wykorzystać i się do niej dostać, to jest jeszcze do przetestowania. Ile tej wody byśmy potrzebowali, żeby taka baza miała sens, to jedno z pytań badawczych. Oczywiście, gdybyśmy musieli zabrać ją ze sobą z Ziemi, to stałoby się to bezsensowne.

Jak szybko całość może urosnąć? To są miesiące, lata czy dziesiątki lat? Jest możliwość jakichś korekt w trakcie wzrostu, czy wszystko programujemy na samym początku i każdy błąd sprawi, że trzeba zacząć od początku?

Żeby w warunkach ziemskich urosła na przykład cegła, potrzebny jest tydzień. Nic nie stoi na przeszkodzie, żeby rosło ich naraz równocześnie nieskończenie wiele. Z naszych obliczeń wynika, że potrzeba by około roku, żeby taka organiczna baza powstała – co jak na warunki kosmiczne jest naprawdę szybkim tempem.

Lunar Test Lab, zwycięski projekt w konkursie MOONTOPIA, Monika Brandić Lipińska, Laura
Olivier, Lize Inci Ogun, 2016

Każdy projekt architektoniczny ma różne fazy: koncepcyjną, prototypową czy budowlaną. Porozmawiajmy w takim razie o tej ostatniej. Nastał ten dzień – wysyłamy załogową misję na Księżyc lub Marsa, lot się powiódł. Jak wygląda proces tworzenia pierwszej takiej bazy? Roboty ją budują, a ludzie przylecą już na gotowe?

Nie możemy wysłać ludzi w kosmos i nie wiedzieć, czy przeżyją. Tym bardziej jeśli chodzi o Marsa. Na Księżycu już byliśmy – chociażby podczas projektu Apollo – astronauci byli w stanie tam wytrwać parę dni, czyli bardzo krótko. Podobnie można zrobić teraz: moduł rakietowy z ludźmi pojawiłby się na Księżycu na parę dni i w tym czasie pomagaliby oni budować stałą bazę. Jednak jeśli chodzi o Marsa, jest to niewykonalne przede wszystkim ze względu na odległość. Jeśli już tam polecimy, to zapewne na dłużej. Musimy pamiętać o tym, że obecnie, wskutek długiego pobytu na orbicie, niektórzy ludzie powracający z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej nie są w stanie na Ziemi w prawidłowy sposób korzystać ze swoich kości i mięśni. Zdecydowanie więc pierwsze będą roboty, które zapewnią nam minimum do przetrwania w tych ekstremalnych miejscach. 

A jak wyobrażasz sobie pierwszych kolonizatorów i pierwsze miasta w kosmosie? Bylibyśmy pewnie zmuszeni do terraformowania tych ciał niebieskich…

Nie, nie, nie… Nie wydaje mi się, żeby potrzebne było terraformowanie. W ten sposób wzmocniliśmy efekt cieplarniany na Marsie, co zdecydowanie nie byłoby korzystne. W ten sposób za tysiące lat może dałoby się oddychać bez wspomagania na tej planecie, ale nie jest to wcale pewne. To jest ekstremalny pomysł, który obecnie jest moralnie sporny… Pierwsze miasta miałyby luźną strukturę przestrzenną. Obiekty byłyby znacznie od siebie oddalone, bo przecież rakieta musi gdzieś wylądować, tak by nie uszkodzić elektrowni nuklearnej ani żeby nie stanowić zagrożenia dla ludzkich habitatów. Tak naprawdę pierwszym wyzwaniem byłby sprawny system komunikacji i transportu pomiędzy tymi miejscami, bez potrzeby wychodzenia poza obszary zabudowane. Mogłaby to być sieć tuneli, która ogranicza możliwość obcowania z promieniowaniem kosmicznym. Musimy pamiętać, że rozmawiamy o setkach lat do przodu.

Elon Musk przecież zapowiedział 1 milion ludzi w 2050 roku mieszkających na Marsie… W takim razie wróćmy na chwilę na Ziemię. Wszystkie te innowacje powstają przecież tutaj – są testowane i prototypowane. Czy to, co dzieje się obecnie wśród naukowców i naukowczyń, polityków i polityczek i całej masy przedsiębiorców prywatnych można nazwać wyścigiem kosmicznym? Gołym okiem widać rywalizację między NASA a CNSA (Chińską Narodową Agencją Kosmiczną), a do tego wkraczają jeszcze miliarderzy, jak Elon Musk ze swoim SpaceX oraz Jeff Bezos z Blue Origin…

Gdyby dostęp do wiedzy był wszędzie otwarty, to pewnie prędkość rozwoju technologii kosmicznych byłaby znacznie szybsza. To byłby zdecydowanie najlepszy model w architekturze kosmicznej. Ale tak nie jest. NASA dzieli się swoją wiedzą, a dodatkowo zleca prywatnym firmom różne działania – bo nie chce zajmować się wszystkim. Tak właśnie SpaceX czy Blue Origin wykonują różne misje kosmiczne. Jednak wiadomo, prawdopodobnie gdyby Musk nie dostał zlecenia od NASA, to i tak realizowałby swoją wizję pozaziemskiego podboju. Oczywiście tak, żeby wszystko było widoczne i dostępne. Po drugiej stronie jest Jeff Bezos, który nic nie pokazuje, i nie wiemy, co się dzieje w Blue Origin – widzimy jedynie wizualizacje. Na szarym końcu jest Chińska Agencja Kosmiczna, która nie dzieli się absolutnie niczym. Czasem pojawią się jakieś przecieki, że mają podobno najlepszy system do podtrzymywania życia, oczyszczania wody i odzyskiwania kosmicznych śmieci. Każdy ma swój model. Generalnie nie ma współpracy.

RegoLight, próbki spieczonego symulantu regolitu księżycowego, DLR and Space Applications, 2017

Czy to właśnie dlatego zostały wymyślone przez ciebie i twój zespół Cele Zrównoważonego Rozwoju dla Księżyca? 

Tak! Chodziło głównie o to, że nie ma w kosmosie żadnych praw – co do kogo należy oraz co możemy wykorzystywać i jak. Obecnie kosmos jest tak naprawdę dla wszystkich i nie jest powiedziane, co możemy, a czego nie. Coraz bliższa staje się załogowa misja na Księżyc, no i trzeba zastanowić się, co zrobić, żeby go nie rozwalić, tak jak Ziemi. Chodzi o uświadomienie ludzi, ochronę środowiska i edukację, czyli podstawowe rzeczy. Nie zapominajmy o tym, że jesteśmy ludźmi i potrzeba nam zasad. To są ważne rzeczy.

Jestem osobą, która lubi myśleć o wykorzystaniu różnych narzędzi i technologii w różnych kontekstach. Zastanawiam się, Moniko, czy technologię związaną z mycelium moglibyśmy przenieść do środowiska ziemskiego. Jak rozumiem, jest ona bardzo czysta w kontekście nadchodzącego wielkimi krokami kryzysu klimatycznego. Może to ogólna przyszłość projektowania – będziemy mieszkać jak smerfy w wielkich grzybach. Budynki same nam urosną – nie trzeba będzie budować. Co o tym sądzisz? Realny scenariusz?

Jak najbardziej. Eksploracja kosmosu i technologie, które są rozwijane przy tej okazji, bardzo często są po jakimś czasie wykorzystywane na Ziemi. To w zasadzie już się dzieje. Są firmy, które wykorzystują ten materiał w architekturze. No może nie na taką skalę, o którą pytasz. Jest to materiał, który świetnie się sprawdza w kontekście izolacji budynków, elementów wykończeniowych czy paneli ściennych lub podłogowych. Ta technologia ma ogromny potencjał, jeśli chodzi o walkę z katastrofą klimatyczną, przez to, że pochłania dwutlenek węgla. Jednak wciąż jest za mało rozwinięta, żeby zacząć wykorzystywać ją na masową skalę…

No to ja niecierpliwie czekam na samorosnący budynek. Na koniec musimy ustalić jeszcze jedną rzecz: Gdzie chciałabyś zamieszkać: Księżyc czy Mars, czy może jednak przezornie Ziemia?

Wiadomo, że Ziemia! To najpiękniejsza planeta ze wszystkich. Chociaż zawsze mówiłam, że jestem #TeamKsiężyc. Z drugiej strony ten projekt, o którym mówiłam, wolałabym rozwijać na Marsie.

Dziękuje, Moniko, za rozmowę. Jak mówi hasło związane z misją Apollo 13: Failure is not an option. Zawsze powinniśmy wierzyć, że nasze pomysły wypalą. Więc z całego serca życzę ci powodzenia w realizacji tego projektu.

 

Monika Brandić Lipińska, fot. archiwum prywatne

Monika Brandić Lipińska

doktorantka w Hub for Biotechnology in the Built Environment na Newcastle University w Wielkiej Brytanii. Absolwentka Architektury na Lund University w Szwecji, Międzydyscyplinarnych Studiów Kosmicznych na International Space University w Strasburgu, studiowała też na Politechnice Wrocławskiej oraz Politecnico di Milano. Doświadczenie zdobywała w biurach architektonicznych w Tokio, San Francisco, Kopenhadze i Wiedniu. Członkini-współzałożycielka Polskiego Towarzystwa Astrobiologicznego. Specjalizuje się w architekturze w środowiskach ekstremalnych, w szczególności kosmicznych. Pracuje nad wykorzystaniem biotechnologii w architekturze oraz nad architekturą responsywną, z uwzględnieniem czynnika ludzkiego podczas misji kosmicznych. Obecnie w ramach doktoratu, przy współpracy z laboratorium astrobiologii NASA Ames Research Center w Kalifornii, rozwija projekt skupiający się na wdrażaniu biologii syntetycznej w metodach konstrukcji pozaziemskich. Opracowała wraz z zespołem z ISU projekt Sustainable Moon zawierający 15 Księżycowych Celów Zrównoważonego Rozwoju, które zostały nagrodzone pierwszą nagrodą Moon Village Principles Activities Award. Laureatka międzynarodowego konkursu Moontopia na projekt bazy na Księżycu, prezentowany w ramach wystawy The Moon w National Maritime Museum w Greenwich w Londynie z okazji 50. rocznicy lądowania na Księżycu. Jej praca magisterska Lunar Light House również została wyróżniona w konkursie New Space 2060 International Moon Pitch Competition. Jednocześnie, wraz z biurem architektonicznym Lipińscy Domy, projektuje kosmiczne domy na najpiękniejszej planecie, czyli Ziemi!

Rozmowa odbyła się w ramach Miastoranka, czyli emitowanego cyklicznie w każdy wtorek programu o codzienności i przyszłości miast, któremu patronuje Fundacja Bęc Zmiana.
https://www.youtube.com/c/antyRAMA

Street Cloud 

internetowa edukacyjno-animacyjna mikrotelewizja kolektywu antyRAMA, popularyzująca tematykę interdyscyplinarnej kultury miejskiej. Jej naczelnym celem jest zrozumienie procesów zachodzących we współczesnych miastach. W każdy wtorek i czwartek odbywają się rozmowy edukacyjne o początkach kariery młodych twórców o przestrzeni miejskiej, dyskusje o innowacjach miejskich, badaniach, smart cities, planowaniu przestrzennym, sztuce w przestrzeni publicznej oraz o zjawiskach w kulturze.