Życie na Marsie też będziemy projektować. Wywiad z architektką kosmiczną

Kasia Księżopolska (MAGAZIF.com): Czym tak właściwie zajmuje się kosmiczny architekt?
Zwykle odpowiadam, że tym samym co „ziemski” architekt – projektowaniem. Tyle, że otoczenie jest trochę inne (śmiech). Ale to tak żartobliwie, bo poza samym „projektowaniem” jest sporo różnic. Sama architektura kosmiczna jest zupełnie nową dyscypliną i dopiero się rozwija. Takie pierwsze próby jej definiowania powstały dopiero w 2002 roku – i jest to „teoria i praktyka projektowania i budowania środowiska zamieszkałego w przestrzeni kosmicznej”. Ale jak to bywa z oficjalnymi definicjami, niezbyt wiele nam mówi – w skrócie chodzi o projektowanie stacji orbitalnych, baz księżycowych lub marsjańskich oraz innych obiektów w przestrzeni kosmicznej.

No dobrze. A skąd u Ciebie zainteresowanie kosmosem… i architekturą? Skąd pomysł, by swoją pracą łączyć te dwie – na pozór odległe – dyscypliny?
Właściwie to w moim przypadku na początku było zainteresowanie samą architekturą – ukończyłam studia na Wydziale Architektury Politechniki Śląskiej, jednak od zawsze interesowały mnie innowacje, środowisko start-upowe i – jak można to ująć – bardziej „niecodziennie” tematy. Jak przystało na studentkę podczas studiów, szukałam nowych wyzwań i chciałam znaleźć swoją drogę, poznać swoje zainteresowania. Już wtedy wiedziałam, że trudno będzie wysiedzieć mi w biurze. Wtedy natknęłam się na konkurs na projekt „marsjańskiej bazy na tysiąc osób” i podjęłam to wyzwanie. Jak się okazało, było to kosmicznie trudne zadanie, bo architektura była tylko częścią tego projektu – trzeba było zaprojektować logistykę misji, ustalić to, w jaki sposób będzie produkowana żywność, jakie elementy zostaną wytworzone i z czego, jak będzie przebiegać komunikacja, jak poradzić sobie z kwestiami organizacyjnymi… no i tak dalej. Okazało się, że ja, jako architektka, nie dam sobie z tym sama rady. Udało mi się skompletować zespół studentów, ale co ważne, z wielu dziedzin – informatyki, bioinżynierii, inżynierii, robotyki, lotnictwa… Oczywiście konkursu nie wygraliśmy (śmiech), ale pokazało mi to jak bardzo interedysplinarna jest architektura kosmiczna i jak taka interedyscyplinarna praca poszerza horyzonty. Zafascynowałam się wtedy kosmicznym światem, od tamtego czasu jeżdżę na konferencje, spotkania tematyczne, na których spotykam wiele niesamowitych, pozytywnie zakręconych osób. I tak zdecydowałam się pójść w to na całego – przygotowałam kosmiczną pracę magisterską, a teraz pracuję nad pracą doktorską o życiu w ekstremalnych warunkach i rozwijam start-up – oczywiście też kosmiczny.

Właśnie. Pisząc i przygotowując swoją pracę magisterką byłaś przez chwilę w zamkniętej odizolowanej przestrzeni – placówce badawczej. Jakie spostrzeżenia poczyniłaś, co Cię zaskoczyło w kosmosie?
Dokładnie tak, moim tematem pracy magisterskiej na Wydziale Architektury było zaprojektowanie kosmicznej bazy do symulacji misji – tzw. analogowego habitatu. Są to miejsca, placówki badawcze, w których prowadzi się badania i testuje „na ziemi”, jeszcze przed wysłaniem w kosmos. Takie bazy są na całym świecie, zwykle testuje się je w ekstremalnych warunkach – ot, są takimi poligonami testowymi. Bada się tam aspekty psychologiczne, wpływ izolacji na zdrowie, dynamikę pracy w grupie, zachowania podczas stresowych sytuacji, standardy i procedury misji, ale także gospodarkę obiegu zamkniętego, prototypuje kosmiczną robotykę. Zatem przez dwa tygodnie w 5 osób żyliśmy w totalnej izolacji w takiej kosmicznej bazie, czyli Lunares w Pile. Moim zadaniem było zebranie danych „z pierwszej ręki” o tym, jak takie środowisko funkcjonuje, jakie są potrzeby użytkowników, czy w końcu: jak zaprojektować taki habitat. Poza oczywistymi „zaskoczeniami” jak choćby zużycie wody i prądu przez 5 osób przez 2 tygodnie żyjących oszczędnie po faktyczny wpływ izolacji na siebie samą, to momentami ciężko było zebrać myśli. Ważnym dla mnie spostrzeżeniem było to, ile dał mi taki wyjazd i doświadczenie przestrzeni na własnej skórze – w końcu 2 tygodnie żyłam jak astronautka i to zmieniło moje podejście do wielu rzeczy, w tym projektowania.

Jakie badania prowadzisz, na czym – na jakich zagadnieniach i aspektach – koncentrujesz się w swojej pracy?
Jak wspominałam, analogowa misja zmieniła moje postrzeganie wielu rzeczy i czułam duży niedosyt badawczy – dlatego zdecydowałam się na doktorat. Obecnie badam szerszy aspekt tego tematu, czyli środowiska ekstremalne (w tym oczywiście kosmiczne). Jakie rozwiązania sprawiają, że obiekt jest samowystarczalny? Jak projektować dla ograniczonych, wyizolowanych, ekstremalnych środowisk? Jak pogodzić czynniki inżynieryjne (minimalizacja przestrzeni – zmniejszenie kosztów), a czynniki ludzkie (potrzeba prywatności, zieleni – szczególnie w długich misjach załogowych). Te i inne aspekty będę także badać w University of Houston, które współpracuje ściśle z NASA Johnson Center, gdyż udało mi się dostać grant badawczy na wyjazd do USA. Dzięki Fundacji Kościuszkowskiej polecę do Teksasu już jesienią tego roku po to, by prowadzić swoje badania właśnie tam! Natomiast, na Wydziale Architektury Politechniki Śląskiej współprowadzę zainicjowany przez Pana Dziekana Prof. Klaudiusza Fross „Program Badawczy Architektury Kosmicznej” – jedyny taki w Polsce, gdzie wspólnie ze studentami zgłębiamy tajniki kosmosu.

Ogromne gratulacje dla Ciebie w takim razie! No właśnie. Brzmi to niesamowicie. Ale dziś już wiemy, że urządzanie przestrzeni poza Ziemią po prostu się dzieje i jest faktem. Padło kilka nazw, ale zdradź proszę, kto prowadzi takie projekty, kto w nich uczestniczy, kto je finansuje i w końcu – dla kogo powstają?
Tak naprawdę od lat takie przestrzenie są urządzane. Na przykład od ponad 20 lat na orbicie nad naszymi głowami żyją i pracują astronauci. Mam na myśli Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS). Fakt faktem, że jest to już dosyć stara technologia i jak sprawdzisz sobie jej wnętrza w internecie, to faktycznie sprawdza się twierdzenie, że „życie w kosmosie to życie w maszynie”. Teraz, po wielu badaniach z zakresu psychologii i przestrzeni inaczej rozumiemy projektowanie środowiska, jakie ma się sprawdzić w ekstremalnych warunkach – przywołuję tu np. new space. Rozwój sektora kosmicznego jest obecnie bardzo dynamiczny – mocno napędzany przez komercyjne firmy. Na pewno słyszałaś o SpaceX od Elona Muska. Przestarzałe technologie z państwowych funduszy, obarczone przeogromną papierologią odchodzą już w przeszłość. Teraz rynek podbijają prywatne firmy – jak wspomniany SpaceX, ale też Blue Orgin od Jeffa Bezosa, tego od Amazon – to oni oferują komercyjne loty suborbitalne, ot tak w ramach rozrywki. SpaceX wysyła swoimi statkami astronautów na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Powstaje wiele planów komercyjnych stacji orbitalnych. No i to wszystko dodatkowo napędzane jest kolejnym kosmicznym wyścigiem – już od jakiegoś czasu Chiny wraz z Rosją posiadają swoją kosmiczną stację na orbicie. Mogłabym dużo opowiadać, a dopiero jesteśmy na orbicie, a gdzie bazy księżycowe! Misja Artemis trwa, a zgodnie z nią do 2030 r. – choć ja obstawiam małą obsuwkę – NASA postawi po tylu latach stopę astronauty na Księżycu! Baza badawcza, wypadowa na Księżyc jest budowana i prototypowana – obecnie trwają badania nad wykorzystaniem druku 3D ze spieczonego regolitu księżycowego do budowy infrastruktury (lądowiska, dróg itd…). No a najlepsze jest to, że Księżyc to tylko punkt przesiadkowy na Marsa, gdyż wykorzystywany tam hel3 może być „paliwem” dla statków kosmicznych…

Niesamowite. A jak już jesteśmy przy Marsie. To co dziś wiemy o Marsie czy może mówiąc ogólniej – kosmosie – jako o środowisku do życia? Jakie specjalne potrzeby musimy brać pod uwagę?
Wiemy całkiem sporo poprzez roboty-łaziki, które wysyłamy. Jednak nie wszystko. Przykład: czy pod powierzchnią kryje się lód, który możemy wykorzystać? Badania wskazują, że kiedyś na Marsie znajdowała się woda w stanie płynnym – dlatego też mamy tam te specyficzne wyżłobione koryta. Czy w takim razie możemy spodziewać się gdzieś głębiej jakichś pozostałości – może organicznych – gdzieś głębiej pod powierzchnią? Może w rurach lawowych? Pytań jest jeszcze sporo, dlatego ciężko wziąć się za konkretne projektowanie. Pewne jest to, że atmosfera nie sprzyja i nie można w niej normalnie oddychać, dlatego habitat musi być hermetyczny. Będziemy musieli hodować uprawy – zupełnie niczym w Marsjaninie (śmiech). Na Marsie jest duże promieniowanie przez rzadką atmosferę i między innymi dlatego musimy chować się pod powierzchnią, albo budować drukowane 3D schronienia. Mało można zabrać ze sobą, bo koszty każdego kilograma są ogromne, dlatego w tych projektach stawia się na rozkładane, nadmuchiwane, pneumatyczne struktury. Ale zdecydowanie nie jest to środowisko, które zachęca do odwiedzin, wręcz przeciwnie – będziemy musieli się chować.

A na takie wyzwania odpowiadasz projektując przestrzeń kosmiczną. Co dokładnie projektujesz – czy to przestrzeń do życia w kosmosie, czy także i hotele, które z czasem staną się alternatywą dla spragnionych wrażeń podróżników, którzy chcą udać się w podróż w kosmos?
Właśnie! Przy tym komercyjnym segmencie zapomniałam wspomnieć o hotelach kosmicznych – choć brzmi to śmiesznie to wierzę, że się ziści. Tak jak mówiłam, już teraz możemy za odpowiednią sumę udać się w lot suborbitalny – do samej orbity daleko, ale myślę, że to kwestia czasu i technologii zanim wakacje na orbicie będą możliwe. Myślę, że pierwsze w kolejności powstaną stacje badawcze – coś na kształt wynajem powierzchni laboratoryjnych. Dopiero później zostaną zaproszeni tam kosmiczni turyści, a wydaje mi się, że chętnych będzie sporo – no i to ciekawy model biznesowy. Przyznam szczerze, że taki hotel będzie też niezłym wyzwaniem projektowym, choć póki co skupiam się naukowo na stacjach i obiektach w ekstremalnych środowiskach.

A z jakimi wyzwaniami trzeba się mierzyć, projektując taką przestrzeń? Wydaje mi się, że jest wiele czynników, podobnie jak przy stawianiu budynków na ziemi, jednak z tą różnicą – dość zasadniczą (śmiech) – że tam, w kosmosie nie wszystko jest możliwe do sprawdzenia i po prostu eksploracji – czy nie jest to trochę działanie po „omacku”? Jakie parametry, obliczenia i procedury w tym pomagają?
Wcześniej wspominałam o analagowych habitatach – to właśnie one pozwalają nam zrozumieć, w jaki sposób badać i projektować w kosmosie. Natomiast nad wytycznymi, standardami pracuje prężnie m.in. NASA.

Pewnie. A czy wg Ciebie życie poza Ziemią stanie się koniecznością?
Mam nadzieję, że nie! Wbrew pozorom i moim marzeniom o księżycowej bazie uważam, że nasza planeta jest najlepsza. To pojęcie i przeświadczenie dała mi właśnie architektura kosmiczna – nie ma drugiego takiego miejsca jak nasza Ziemia, bo tu nie musimy żyć pod powierzchnią, nie musimy wychodzić w skafandrach, nie wszystko chce nas zabić. Tu, na Ziemi, mamy wszystko, czego potrzeba do dostatniego i zdrowego życia, jednak właśnie nie zawsze to doceniamy.

Jak ma się życie poza Ziemią do kwestii trwającego kryzysu klimatycznego?
Często pojawiają się głosy, że po co zajmujemy się kosmosem, skoro tu na Ziemi jest sporo problemów. To prawda, problemów jest sporo, ale to właśnie moim zdaniem eksploracja kosmosu pcha postęp cywilizacji. Gdyby nie kosmiczne podboje nie mielibyśmy choćby możliwości korzystania z danych satelitarnych. Czy wyobrażasz sobie świat bez internetu? Dlatego na potrzeby ekstremalnych wyzwań opracowujemy innowacyjne rozwiązania, które później służą nam wszystkim – tu, na Ziemi.

Racja. A jak patrzymy na surowce? W wystąpieniach, jakie miałam przyjemność zobaczyć z Twoim udziałem, mocno podkreślasz szacunek do surowca, do tego, że należy wykorzystywać surowce z głową, szanować je. W kosmosie widać to zapewne bardziej?
Dokładnie. To, jak kosmiczne technologie mogą pomóc na Ziemi, także w kontekście architektury i zmian klimatu, staram się badać także w mojej pracy doktorskiej. Wierzę, że odpowiedź na moje pytanie badawcze odnośnie tego, jak zaprojektować samowystarczalny budynek przyda się w kosmosie (gdzie surowców mamy mało) i na Ziemi (bo i tu surowców mamy coraz mniej).

To prawda. A jakie przestrzenie tworzy się na Marsie i Księżycu? Z tego, co wiem to są to w dużej mierze habitaty, które – jak już powiedziałyśmy – muszą być samowystarczalne. Czy możesz rozwinąć ten wątek? 
Samowystarczalność to dość interdyscyplinarne pojęcie, no i bardzo skomplikowane. Słowem-kluczem jest tutaj gospodarka obiegu zamkniętego i pomysły na to, jak projektować takie systemy. Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej udało się zamknąć obieg wody w ponad 80%, a to już dużo! To, jak taki obieg zamknięty powinien wyglądać to duża zagwostka, a wchodzi w to produkcja żywności, woda, gospodarka odpadami, produkcja i zużycie energii. Myślę, że takie projekty, prowadzone w ekstremalnych warunkach właśnie, pozwalają nam lepiej zrozumieć życie off-grid, czyli poza siecią. Te obiekty muszą takie być, bo wymaga tego środowisko – a wiadomo, że potrzeba jest matką wynalazków. Habitaty kosmiczne muszą być także zaprojektowane w sposób ergonomiczny, mieć odpowiednio wyważone przestrzenie wspólne i prywatne (a to jest coś, czego brakuje jeszcze architekturze kosmicznej: właśnie tej prywatności). Architektura i przestrzeń wewnątrz musi wspierać, czyli pomagać budować relacje w grupie, ale i dawać schronienie i prywatność jeśli trzeba, a poza tym – powinna przeciwdziałać negatywnym skutkom izolacji, co znaczy, że ma podkreślać to, co dobre i wygłuszać to, co złe. Być intuicyjna i prosta.

No właśnie – jak jest z „designem” przestrzeni do życia w kosmosie? Powiedzmy więcej o tym, jakie funkcje muszą pełnić? Na pewno nie muszą być ładne, ale przede wszystkim chyba bezpieczne. Jak to osiągnąć? Mówisz, że owe bezpieczeństwo ma działanie psychologiczne, jednak nie sposób pozbyć się wszelkich kabelków i technologii widocznej na pierwszy rzut oka.
Dokładnie, wydaje mi się, że jest to sedno sprawy w tym momencie. Wydaje mi się, że tu sprawdza się też teoria Piramidy Potrzeb Maslova. Idziemy od spodu – w kosmosie nawet potrzeby fizjologiczne są trudne do zaspokojenia w komfortowych warunkach. Zainteresowanym polecam wygooglować toaletę na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i samemu zobaczyć, na czym polega ten fenomen. Później jest bezpieczeństwo, a jak wiadomo, z założenia żyjemy w niebezpiecznym, bo ekstremalnym środowisku w kosmosie. I to są aspekty mocno inżynieryjne, które uważam, że coraz lepiej potrafimy rozwiązywać. Dlatego też wspominałam o tej przestarzałej aparaturze na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej – jeszcze 20 lat temu uczyliśmy się jako ludzkość, jak rozwijać technologie, które są niezbędne do tych właśnie podstawowych czynności. Teraz, w świecie sektora kosmicznego przyświeca nam nowe hasło “to thrive, not only survive”, czyli prosperować, rozkwitać, rozwijać się – a nie już tylko przetrwać. I tu właśnie wchodzą kwestie, które poruszasz, czyli estetyka, design, poczucie przynależności, budowanie tożsamości miejsca. Dlatego, obserwując to wszystko, te zmiany i przyszłe wyzwania, jestem podekscytowana, że mogę brać w nich udział.

Na koniec pytanie, jak stać się kosmicznym architektem? Jak wyglądała Twoja droga zawodowa do punktu, w którym jesteś dziś?
To nieprzetarty szlak i jest mocno indywidualny. To raczej eksperymentowanie i próba łączenia swojego zawodu z pasją. No i trzeba być upartym i cierpliwym. Ja to bardziej taki architekt-naukowiec. Obecnie robię doktorat w temacie architektury kosmicznej, by stać się ekspertem w tym temacie. Dzięki temu mam okazję ciągle się rozwijać, mogę jeździć na międzynarodowe konferencje i nawiązywać kolejne współprace z naukowcami z całego świata. Poza tym, wspólnie z zespołem, rozwijamy start-up Extremo Technologies, w którym właśnie pracujemy nad rozwiązaniami z wykorzystaniem mikroglonów do systemów podtrzymywania życia na stacjach kosmicznych – i nie tylko! Takie panele można zamontować także u siebie w mieszkaniu czy biurze w celu oczyszczania powietrza. To właśnie kosmiczna technologia na rzecz zrównoważonego rozwoju także na Ziemi!

Jakie masz dalsze plany i czego Ci życzyć?
Chciałabym, aby udało mi się zmienić choć trochę myślenie o architekturze kosmicznej – nie tylko jako o fikcji, ale realnym wysiłku, który dzieje się tu i teraz! Przykładowo, światowej klasy biura architektoniczne jak Foster+Partners czy BIG, współpracują z Europejską Agencją Kosmiczną nad koncepcjami kosmicznych habitatów. Natomiast naukowo chciałabym pokazać, że kosmiczne rozwiązania mogą pomóc zmienić architekturę tu na Ziemi na bardziej zrównoważoną i zieloną. Jeśli chodzi o plany i cel: chciałabym odwiedzić zaprojektowaną przeze mnie bazę orbitalną i zrobić ewaluację swojego projektu na miejscu.

Zobaczcie więcej:

The Guardian
ESA
Keyt