Resilient ExtraTerrestrial Habitats Institute arbetar för att se till att den första långsiktiga bosättningen på andra planetkroppar är säker från faror som en meteoroid som kolliderar med månen eller våldsamma sandstormar på Mars.

Shirley Dyke, chef för Purdue Universitys RETH Institute, sa att hon märkte att livsmiljöerna på andra planeter som skildras på TV inte ser realistiska ut. För att hålla de boende vid liv, ett habitatsystem på en annan planet skulle behöva vara mycket mer sofistikerat, till och med smart.

"Vi bestämde oss för att börja titta inte på hur vi kommer till Mars, men hur trivs vi där när vi väl kommer, sa Dyke, professor i maskin- och anläggningsteknik. "Hur bygger vi egentligen livsmiljöer som kan upprätthålla liv och hantera alla faror men ändå hålla människor bekväma och hålla saker i rörelse när det gäller utforskning och vetenskap?"

Som en del av forskningen, RETH-institutet kommer att bygga en livsmiljö i kvartsskala så realistiskt som möjligt i Purdues Herrick Labs. Denna struktur med de olika delsystemen skulle tillåta att vissa komponenter fysiskt testas, medan andra granskas i ett virtuellt sammanhang.

"Tanken är att vi kan byta bitar in och ut för att undersöka olika aspekter av livsmiljösystemet, ", sa Dyke. "Vi kan titta på interaktionerna mellan delsystemen och förstå hur man får dem att fungera robust på det sätt de behöver."

Forskningen är inriktad på tre specifika livsmiljöegenskaper:resiliens, intelligens och autonomi. Målet är att utveckla smarta livsmiljöer som kan reagera på förändringar och allt som kan gå fel under ett uppdrag och ändå upprätthålla integriteten och säkerheten för de åkande och vetenskapen inuti.

Dyke sa att motståndskraften är nyckeln till arbetet, skapa livsmiljöer som kan stå emot hur många faror som helst. Det inkluderar några som normalt inte är ett problem på jorden.

"Det största problemet är de extrema farorna som dessa livsmiljöer kommer att behöva kunna hantera, " sa hon. "Vad händer när det finns strålningsexponering, en Marsquake eller en sandstorm och hur bygger vi en livsmiljö som kan överleva och anpassa sig för att hantera alla dessa saker."

En del av livsmiljöns överlevnad är också att vara medveten om problem när de uppstår. Flera typer av avkänningsutrustning kommer att undersökas för att fastställa det bästa sättet att övervaka inte bara livsmiljöns strukturella status, men också dess system, inklusive livsuppehållande och miljökontroller.

Autonom robotik kommer också att undersökas som ett sätt att identifiera, diagnostisera och åtgärda strukturella och systematiska problem när de uppstår.

"I en extrem miljö som rymden, om HVAC slocknar eller om strukturen är bruten på något sätt, då påverkas miljökontrollerna, "Dyke sa. "Cascading misslyckanden kan inträffa och du måste hålla en snäv tyglar om tillståndet i din livsmiljö så om något går fel måste du kunna fixa det eller vara medveten om konsekvenserna om du inte gör det."

RETH Institute är ett tvärvetenskapligt partnerskap av så många som 21 forskare från Purdue och tre andra universitet och två industriella partners för att studera vad som är nödvändigt för utomjordiska livsmiljöer.

Den initiala RETH-forskningen började 2017 på Purdue genom finansiering från Provost's Office. Skapandet av RETH-institutet tillkännagavs nyligen som en del av finansieringen på totalt 15 miljoner USD under en femårsperiod från NASA:s Space Technology Mission Directorate.

Dyke sa i slutändan att målet med livsmiljön är att tjäna människor. Men inte varje modul kommer att ha en kontinuerlig mänsklig närvaro.

"Med jämna mellanrum, människor kommer att dyka upp och livsmiljön måste vara redo för dem, ", sa hon. "Livsmiljön måste övergå till ett tillstånd där människor kan komma in, bor där bekvämt, och efter en månad eller två, lämna. Då kommer livsmiljön att fortsätta fungera tills nästa gång människor är där."