خانه‌های مطبوع گنبدی: پناهگاه های آب و هوایی، گذشته، حال و آینده

تصویر: بیوسفر در مونترال - گنبد ژئودزیکی طراحی شده توسط معمار Buckminster Fuller . اعتبار: Tibor Bognar/Alamy
 
بشریت باید در 100 سال آینده فضاهای زنده ای را فراتر از زمین پیدا کند. استیون هاوکینگ، فیزیکدان، در سال 2017، در واکنش به تغییرات انسان محور در منظومه های سیاره ای، این نیاز را مطرح کرد. یک سال بعد، کارآفرین ایلان ماسک با 60 دانشمند و مهندس در کلرادو ملاقات کرد تا درباره استعمار مریخ بحث کند. و با روی آوردن به سیاره اصلی خودمان، تعداد انگشت شماری از معماران در حال طراحی سرپناه های بدیع برای مقاومت در برابر تأثیرات تغییرات آب و هوایی هستند.
 
با این حال هنرمندان، دانشمندان، معماران و مهندسان قرن هاست که رؤیای محوطه های مشابهی را در سر می پرورانند. در این میان، گنبد مهر و موم شده، ایده غالب است و دلیل خوبی هم دارد. بیشترین حجم برای کمترین سطح را ارائه می دهد و دارای فضایی پیوسته و غیر منقطع، بدن هیچ ستونی، است. ذاتاً قوی است و تنش ساختاری را از طریق کشش به طور مساوی توزیع می کند. و احساس ایمنی‌ای مانند رحم را ارائه می دهد. گنبدها مدت‌هاست که افکار آینده‌نگر را جذب خود کرده‌اند، از معمار باکمینستر فولر، که در سال 1960 تصور می‌کرد گنبدی را بر فراز منهتن تنظیم کند تا شرایط جوی را تنظیم کند، تا طراحان مرکز تحقیقاتی Biosphere 2 آریزونا و هنرمند رادیکال توماس ساراسینو. گنبدها عناصر متناقض و در عین حال همزیستی را در خود جای می دهند: حفاظت، آزادی، آرمانشهرهای بالقوه.
 
با این حال، اتکای آنها به فناوری‌های پیچیده برای مهندسی اکولوژی‌ها و شرایط خاص، می‌تواند این فضاها را پر از فناوری و گرایش‌های ضد دموکراتیک کند. برخی از محیط‌های مصنوعی سرپوشیده به‌عنوان محفظه‌های نخبه‌گرا، مانند جوامع دروازه دار، طراحی شده‌اند. در واقع، تاریخ این سرمایه گذاری ها اغلب به جاه طلبی های امپراتوری و دیدگاه های طبقاتی گره خورده است.
 
در این جا، داستان های شش فضای بسته را بیان می کنیم. برخی از آثار تخیلی هستند. دیگران سرمایه‌گذاری‌های واقعی هستند که فناوری را به مرزهای خود رساندند. ما همه آنها را با توجه به پیچیدگی‌های اخلاقی، اجتماعی و سیاسی که در متن زمان خود مجسم می کنند، بازنگری می‌کنیم.
   
تصویر: حکاکی مردم ویکتوریایی که در میان سرخس ها و گیاهان سرسبز در پالم هاوس، باغ کیو راه می روند. از Illustrated London News. اعتبار: Universal History Archive/Shutterstock
 
قاب منحنی فولادی و آهنی پالم هاوس 1844 در باغ های کیو لندن (London’s Kew Gardens)، حدود 4200 متر مربع شیشه را برای به حداکثر رساندن نور، تحمل می کند. آب و هوای داخلی آن که توسط بنیانگذار آهن، ریچارد ترنر و طراح دسیموس برتون، ایجاد شده است، تقلید یک جنگل بارانی استوایی است برای نگهداری نمونه های جمع آوری شده توسط شکارچیان گیاهی مانند فرانسیس ماسون، که سیکاد عظیم آفریقای جنوبی Encephalartos altensteinii  را در سال 1773 جمع آوری کرده بود. با اتمسفر واقعی بخاردارِ آمده از 12 کوره زیرزمینی و سیستمی از لوله ها و مخازن، که امروزه با گرمایش گاز سوز و رطوبت اتمی جایگزین شده است. پالم هاوس فرهنگ وسیع تری از جمع آوری و نگهداری طبیعت را نشان می داد و سپس به سرعت تبدیل به یک موضوع مصرف شد. طعم فضاهای غیرقابل دسترس و عجیب و غریب را ارائه می دهد، اما همچنین، همان طور که ویرجینیا وولف در داستان کوتاه خود «باغ های کیو» در سال 1919 نشان می دهد، فرصتی برای طبقات اجتماعی پسا ادواردایی است که گاهی اوقات به طرز ناراحت کننده ای در هم می آمیزند. این گلخانه اکنون یک "آزمایشگاه زنده" است که از مجموعه منحصر به فردی از گیاهان پشتیبانی می کند، که بسیاری از آنها از برخی از محیط های در معرض تهدید روی زمین هستند.
   
تصویر: عکس رنگارنگ علمی تخیلی، سربازانی را نشان می‌دهد که سوار بر موجوداتی سوسک‌ مانند، وارد یک شهر گنبدی شیشه‌ای در سیاره‌ای بیگانه می‌شوند. اعتبار: فرانک آر. پل، "داستان های شگفت انگیز" 1942/کتابخانه عکس مری ایوانز
 
این تصویر خارق‌العاده توسط فرانک پل، شهر شیشه‌ای اروپا، روی جلد یک شماره از مجله علمی تخیلی ایالات متحده در سال 1942، داستان‌های شگفت‌انگیز، تزئین شده است. پل اغلب ساختارهای عظیمی را تصور می کرد که موجودات زنده را کوتوله می کرد. این یکی، در قمر مشتری، از "پلاستیک شفاف و مات" ساخته شده است و دارای بی مهرگان اهلی غول پیکری به عنوان وسیله حمل و نقل است. در همان مجله، پل داستان سیسیل وایت در سال 1927 به نام «عقب نشینی به مریخ» را به تصویر کشید که بر بقایای مریخی‌های باستانی متمرکز است که برای تلاش برای استعمار آفریقای مرکزی لباس‌های فضایی محافظ به تن کرده بودند. دیدگاه پل ریشه در سنت علمی-تخیلی گریز، کاوش و استعمار با محوریت مردان دارد - که به نوبه خود از افرادی مانند الکساندر بوگدانوف، نویسنده مدرن روسی الهام گرفته شده است، که در رمان ستاره سرخ خود در سال 1908 یک آرمانشهر سوسیالیستی را در مریخ تصور کرد.
   
تصویر: فری اتو به مدل شهر قطبی خود تکیه می کند و به یک منطقه مورد علاقه اشاره می نماید. اعتبار: Bettmann/Getty
 
آرتور سی. کلارک، دانشمند علمی تخیلی، شهر گنبدی دیاسپار را در اثر خود به نام شهر و ستارگان (1956) اندیشید. بیش از یک دهه بعد، طراحان دنیای واقعی از این روش پیروی کردند. شهر قطب شمال در سال 1971 به عنوان خانه ای برای 40000 نفر در دایره قطب شمال تصور شد، و توسط معماران فری اتو، کنزو تانگ و اوالد بوبنر به صورت گنبدی به قطر 2 کیلومتر، شامل یک سیستم شهری چند سطحی (تصویر بالا، اتو با مدلی از شهر) طراحی گردید. بسیاری از چنین آرمان ‌شهرهایی که عمداً از اقلیم‌های محلی جدا شده بودند، در طول ژئوپلیتیک ناپایدار جنگ سرد پدیدار شدند. Zeitgeist نگرانی‌ها در مورد آینده زیست‌محیطی زمین را با وسواس در مورد مرزهای احتمالی جدید ترکیب کرد: اقیانوس‌ها و فضای بیرونی به‌ صورت بکر و در انتظار استعمار انسان قرار گرفتند. با این حال، این سه معمار هرگز شهر خود را ساخته شده ندیدند. ساخت این شهر بسیار گران به نظر می رسید و این نگرانی وجود داشت که ساکنان مهر و موم شده هرگز با آن سازگار نشوند و حتی ممکن بود مشکلات روانی ایجاد کند. بسیار شبیه گنبد فولر بر فراز منهتن، شهر بعدها به عنوان یک "آرمانشهر ساده لوحانه" توصیف شد. اتو بعدها در زندگی خود به شدت از آن انتقاد کرد.
   
تصویر: چهار گنبد حباب مانند با ساختاری فلزی در بستر دریا. نهال های کوچک از یک لوله ضخیم در داخل گنبد جلو رشد می کنند. اعتبار: Ocean Reef Group/Nemo's Garden 2018
 
در میان تغییرات سریع اکولوژیکی، تأمین غذای پایدار برای جمعیت رو به رشد سیاره‌ای از دغدغه‌های علمی و اجتماعی مهم است. برای گروه Ocean Reef، راه حل در بستر دریا، به دور از شرایط آب و هوایی ناپایدار در خشکی قرار دارد. باغ نمو (Nemo)، پروژه ای که در سال 2012 در سواحل نولی، ایتالیا راه اندازی شد، دارای هدف ایجاد یک سیستم کشاورزی جایگزین است. با استفاده از دمای نسبتاً پایدار آب‌های کم عمق ساحلی و منبع قابل پیش‌بینی نور خورشیدی و مصنوعی، شش گلخانه گنبدی آن که به کف دریا متصل شده‌اند، محصولات هیدروپونیک مانند ریحان و گوجه‌فرنگی را پرورش می‌دهند. در حال حاضر در مرحله آزمایشی، باغ نمو دنیایی دور از دیدگاه‌های معماری به یاد ماندنی از نوعی است که توسط بسیاری کاوش شده است. مانند گلخانه های خانگی، این گنبدها امکان رویکردی که بیشتر خودساز و دست ساخته است را برای تولید بیوسفر نشان می دهد.
   
تصویر: تجسم شهر مریخ در دبی - چهار گنبد به هم پیوسته در یک منظره بیابانی خشک. اعتبار: Bjarke Ingels Group
 
با میانگین دمای تابستان بیش از 40 درجه سانتی‌گراد، امارت صحرای خشک و کوره‌مانند دبی دارای محوطه‌های خارق‌العاده‌ای است، از جمله مرکز اسکی به مساحت 22500 متر مربع که در یک مرکز خرید غول‌پیکر قرار دارد. مصرف انرژی برای تهویه مطبوع بسیار زیاد است. در واقع، در سال 2010-2011، تقاضای بالای برق منجر به قطع گسترده برق در شمال امارات متحده عربی شد. همچنین طرح هایی برای اولین شهر با دمای کنترل شده پیشنهاد شده است. با توجه به ایده محوطه گنبدی شکل، در سال 2017، معمار Bjarke Ingels  اعلام کرد که قصد دارد اولین شهر مریخ شبیه سازی شده را بسازد که در آن حدود 175000 متر مربع فضای زیر گنبدهای مهر و موم شده در بیابان های دبی قرار دارد (تصویر). در پاسخ به جاه طلبی های امارات متحده عربی برای ایجاد مستعمره مریخ تا سال 2117، این طرح ها با هدف تقلید از سازه های پایدار و محلی ایجاد شده توسط بومیان ساکن در آب و هوای شدید، مانند بومیان ساکن قطب شمال، طراحی شده است.
   
تصویر: تجسم یک سازه گنبدی کوچک ساخته شده از صخره ماه با دریچه هایی در بالا و یک ورودی از جلو بر روی ماه. اعتبار: ESA
 
در همین حال آژانس‌های فضایی و شرکت‌های خصوصی به دنبال استعمار احتمالی نزدیکتر به خانه هستند: ماه. این مدل رایانه‌ای از دهکده ماه آژانس فضایی اروپا (ESA) یک پایگاه ماه را به تصویر می‌کشد که توانایی‌های کشورهای مختلف فضاپیما را ترکیب می‌کند، و فضانوردان، روبات‌ها و فناوری‌هایی مانند چاپ سه بعدی را برای خدمت به علم، صنعت و گردشگری به کار می‌گیرد. ESA چنین سرمایه گذاری‌ای را به عنوان "جاپا"یی برای رسیدن به مریخ و فراتر از آن می بیند. به گفته این آژانس، این پایگاه همچنین می تواند برای یادگیری نحوه محافظت بهتر از زمین در برابر سیارک ها و زباله های فضایی مورد استفاده قرار گیرد. با این حال، این دیدگاه می تواند به روشی کاملاً متفاوت نیز مورد استفاده قرار گیرد. زمین و بیوسفر آن به محافظت در برابر تهدیدات داخلی و همچنین تهدیدات دور نیاز دارند. شاید زمین از منظر ماه، ما را به سمت سیاره مادری و محیط های اشتراکی هدایت کند و آینده انحصاری که در مفهوم گنبد محصور وجود دارد را باز کند. شاید به قول جغرافیدان دنیس کاسگرو، چنین پناهگاه هایی «ما را در جهان خودمان بومی سازی کنند تا فراتر از آن».
 

شهرهای گنبدی

در صحرای آریزونا مجموعه ای از گنبدهای به هم پیوسته و اهرام شیشه ای وجود دارد که به نام Biosphere 2 Center  شناخته می شود. این سازه در ابتدا به عنوان یک محیط مهر و موم شده به منظور تعیین این که آیا یک سیستم اکولوژیکی بسته می تواند حفظ شود و می تواند انسان را برای دوره های زمانی طولانی حفظ کند، تصور و ساخته شد. هشت نفر از سال 1991 تا 1992 به مدت دو سال در این مجتمع زندگی کردند. این آزمایش با یک آزمایش کوتاهتر در سال‌های 1993 و 1994 انجام شد. اما نتایج این آزمایشات قطعی نبود، که تا حدی به دلیل انتقال بیش از حد هوا بین محیط بیرون و محیط مهر و موم شده زیستگاه داخل بود.
 
Biosphere  تحقق عملی ایده‌ای بود که صدها سال نویسندگان و دانشمندان را مجذوب خود کرده بود - شهری گنبدی که کاملاً خودکفا بود. نویسندگان داستان های علمی تخیلی شهرهای گنبدی شکل را زمینی حاصلخیز برای انواع داستان های تخیلی یافته اند. با این حال، شهرهای گنبدی شکل یا تغییرات شهرهای گنبدی شکل، همچنین توسط برخی از دانشمندان به عنوان زیستگاهی مناسب برای انسان‌هایی که در ماه، مریخ یا در سایر محیط‌های غیرقابل سکونت زندگی می‌کنند، تلقی می‌شوند.
 

علمی تخیلی

داستان های علمی تخیلی اولیه اغلب بر استفاده از شهرهای گنبدی به عنوان مستعمرات فضایی تأکید داشتند. نویسندگان مختلف شهرهای گنبدی شکل را روی ماه، مریخ و زهره قرار دادند. نویسندگان دیگر از شهرهای گنبدی یا محصور به عنوان استعاره ای برای افشای بدی های جوامع خود استفاده کردند. در داستان کوتاه «ماشین متوقف می‌شود» نوشته E. M. Forster، انسان‌ها در مجموعه وسیعی از اتاق‌ها در داخل یک دستگاه زیرزمینی عظیم زندگی می‌کنند که هر چیزی را که نیاز دارند، از جمله تجربیات جانشین، فراهم می‌کند. این افراد هرگز اتاق خود را ترک نمی کنند. با این حال، دستگاه در نهایت خراب می شود و باعث مرگ اجتناب ناپذیر ساکنان می شود. نویسندگان جدیدتر شروع به دیدن شهرهای گنبدی شکل در این جا روی زمین به عنوان یک عقب نشینی کردند - شهر و ستاره ها (1956) اثر آرتور سی کلارک، شهر گنبدی شکل را به عنوان نسخه مدرن عدن به تصویر کشید.
 

مستعمرات ماه و مریخ

سطح ماه غیرقابل سکونت است. هوا وجود ندارد. با این حال، ممکن است در برخی از دهانه های قطبی عمیق، آب در یخبندان دائمی قفل شده باشد. علاوه بر این، مواد خام زیادی در سنگ های ماه وجود دارد، از جمله آلومینیوم برای مواد ساختاری و دی اکسید سیلیکون برای شیشه. این واقعیت منجر به پیشنهادهایی برای ساخت مستعمرات دائمی در ماه شده است. برخی از طرح‌ها برای شهرهای گنبدی محصور شیشه‌ای پیشنهاد شده‌اند، اگرچه اکثر طرح‌های پیشنهادی برای زیستگاه‌های قمری دارای پناهگاه‌های زیرزمینی گسترده‌ای هستند تا محافظت لازم در برابر تشعشعات خورشیدی را فراهم کنند.
 
سطح ماه مکانی ایده آل برای بسیاری از انواع مختلف تلاش های انسانی است. به عنوان مثال، گرانش کم ماه ممکن است محیط مناسبی را برای بیمارستان‌هایی فراهم کند که بیماران سوختگی یا بیمارانی با تحرک محدود یا دردناک در گرانش زمین را درمان می‌کنند. علاوه بر این، سمت دور ماه، یا سمت دیگر ماه، در برابر تمام تشعشعات مصنوعی که از زمین منشا می گیرند محافظت می شود، بنابراین مکان ایده آلی برای نجوم رادیویی و نوری فراهم می کند.
 
چندین گروه وجود دارند که معتقدند مریخ باید مستعمره شود. جو مریخ به قدری رقیق است که شخصی که روی سطح سیاره سرخ راه می‌رود باید لباسی فضایی شبیه لباس‌هایی که فضانوردان روی ماه می‌پوشند بپوشد. با این حال، مریخ، مانند ماه، منابع کافی برای تهیه مواد اولیه برای ساخت گنبدهای مصنوعی دارد.
 
پروژه Eden که در سال 2000 در کورنوال انگلستان تأسیس شد یک باغ گیاه‌شناسی مدرن است که موضوع پایداری را بررسی می‌کند
 
پس دیدیم که شهر گنبدی، ساختاری فرضی است که یک منطقه شهری بزرگ را زیر یک سقف محصور می کند. در اکثر توصیفات، گنبد هوابند و تحت فشار است، و زیستگاهی را ایجاد می کند که می تواند از نظر دما، ترکیب و کیفیت هوا، که معمولاً به یک یا چند دلیل تحت تأثیر (فقدان یا وجود) یک جو خارجیِ مخالفت کننده با سکونت است، کنترل شود. شهرهای گنبدی از اوایل قرن بیستم محل تخیلی علمی و آینده پژوهی بوده اند و ممکن است روی زمین، ماه یا سیاره دیگری قرار داشته باشند.
 
دقیقاً مشخص نیست که مفهوم شهر گنبدی برای اولین بار چه زمانی ظاهر شد. عبارت "شهر گنبدی" در قرن نوزدهم به معنای دیگری استفاده شد، به معنای خط افق با ساختمان های گنبدی. یکی از کاتالوگ‌های علمی تخیلی اولیه، از فانتزی 1881 به نام «سیصد سال از این پس» نوشته نویسنده بریتانیایی ویلیام دیلیس هی (که نباید با رمان قبلی به همین عنوان، اثر مری گریفیث اشتباه گرفته شود) اشاره می‌کند. کتاب هِی تمدن آینده را توصیف می‌کند که در آن بیشتر بشریت در شهرهای گنبدی شیشه‌ای زیر دریا زندگی می‌کنند و اجازه می‌دهند سطح زمین عمدتاً برای کشاورزی استفاده شود. چندین نمونه از اوایل قرن بیستم نیز ذکر شده است.
 

پیشنهادات مهندسی

در طول دهه های 1960 و 1970، مفهوم شهر گنبدی به طور گسترده در خارج از محدوده داستان های علمی تخیلی مورد بحث قرار گرفت. در سال 1960، مهندس بصیر باکمینستر فولر، گنبدی بر فراز منهتن را توصیف کرد، یک گنبد ژئودزیکی 3 کیلومتری که در مرکز شهر منهتن قرار دارد و آب و هوا را تنظیم می کند و آلودگی هوا را کاهش می دهد. یک شهر گنبدی در سال 1979 برای وینوسکی، ورمونت، و در سال 2010 برای هیوستون پیشنهاد شد.
 
به منظور آزمایش امکان پذیر بودن یک سیستم اکولوژیکی بسته مصنوعی، Biosphere 2  (مجموعه ای از گنبدهای به هم پیوسته و اهرام شیشه ای) در اواخر دهه 1980 ساخته شد. آزمایش اولیه آن هشت نفر را در خود جای داده بود و بزرگترین سیستمی از این نوع است که تا به امروز اجرا شده است.
 
منبع: راشل اسکوایر، پیتر آدی، ریک بیرگ جنسن، nature