Interstellar Lab

地球。月球。火星。如果人类成为多行星球种会怎样？

这是 Interstellar Lab 肩负的伟大使命，Interstellar Lab 是一家创新型美法初创公司，其目标是创建一种能够让我们在地球上生活得更好的系统，保护地球生物多样性，并为人类在其他星球上定居做好充分的准备。该项目体现了创始人兼首席执行官 Barbara Belvisi 的宏大愿景，她利用自己对环境和太空旅行的热忱专注，致力于创造极富意义且持久的影响。

Belvisi 指出：“气候变化是真正的紧急情况，留给我们实现积极改变的窗口期已非常有限。不过，在火星上的生活所需也可以帮助我们缓解正在面临的气候危机。”

Interstellar Lab 的科学家、工程师和建筑师团队受航空航天技术的启发，设计了环境受控闭环系统，可以生产和循环利用几乎所有的东西，最大限度地实现水、空气和食物可再生，从而实现一种完全自主的生活。这些试验性的生物再生站（Ebios）由独立模块组成或组合成一个完整的、自给自足的单元，是同类中的首个栖息地。每个 Ebios 都将作为一个微型城市运行，容纳支持和维持人类生命所需的所有基础设施和资源，无需外界干预。

Belvisi 指出：“这并非是要逃离地球。我们正在构建一种全新的环境，既能支持地球上的可持续生活，又能为未来的太空任务提供试验平台。我们希望为人类的未来奠定坚实的基础。”

即将开发的首个模块之一是名为 BioPod 的自给自足的食物生产系统。该生物圈可以承受极端气候，旨在彻底改变食物生产，让地球上生产食物所需的土地和水资源减少 99% 以上。BioPod 将先进技术与预测性维护进行完美结合，实现了精准农业，创造了种植各种作物和植物所需的特定环境条件，这些作物和植物太过复杂，无法在传统的室内养殖环境中生存。

Interstellar Lab 首席产品官 Jim Rhoné 表示：“我们的首要目标是创建包括 BioPod 在内的主舱，打造一体化闭环的可持续环境——从食品生产到水和废物处理系统。目前，设计工作的很大一部分都集中在这一方面。除了重点关注效率和可持续性的功能性和工程设计外，空间站和模块还必须满足人类的基本需求，无论我们身处何处 – 地球、月球或火星 – 一切生活和成长的空间。”

对于如此量级的项目，Interstellar Lab 从美国国家航空航天局（NASA）、Space X、空客和达索系统引进了大量人才和专业技术。达索系统与这家初创公司通力合作，为其发展和可扩展性提供鼎力支持。作为项目的一部分，Interstellar Lab 正在 3DEXPERIENCE® 云平台上处理 Ebios 的所有设计和开发流程。

Rhoné 表示：“如今，许多工具可以采用创新方法并支持现代数据流负载。但很少有工具能将我们的所有约束都整合到一个统一的平台中。我们处于多个学科、技能和应用的前沿 – 生物、航空航天、控制系统、建筑、数学和材料科学。我们需要一个能够将所有这些领域完美整合在一起的平台。3DEXPERIENCE 平台正是这样的平台。”

Interstellar Lab 的团队遍布法国巴黎和美国洛杉矶，7x24 小时全天候不遗余力地研究 Ebios 设计。

Belvisi 表示：“我们每天 24 小时都有人在研究模型。他们可以协同开展工作，在平台上无缝同步互联，推进项目建设。”

3DEXPERIENCE 平台可在云端访问，不仅可为公司提供安全、即时的访问，还能确保团队拥有统一真实数据版本。

Belvisi 表示：“这一点非常重要，因为我们正在开发许多不同的组件，我们需要确保避免重复劳动，始终参考最新版本。该平台支持我们采用最高效的工作流程，避免从头开始返工设计。实时访问至关重要，我们可以同时进行大量不同的迭代。”

Interstellar Lab 团队具有全球性和多学科的特点，因而它需要一个统一平台，既能集中处理多项复杂需求，又能在 BioPod 投入使用时管理项目和设计审查，同时确保技术合规性。

Belvisi 表示：“随着我们进入下一阶段，ENOVIA 的计划和项目管理功能将为我们存储和检索设计知识以及有效管理 BioPod 生命周期带来不可估量的价值。

通过云平台，团队可以访问所需的所有功能。这可以节省所有人在第三方工具和平台之间切换以及在应用之间转换数据的时间。

Rhoné 指出：“互操作性非常耗时，没有多少平台能提供这种开箱即用的功能。3DEXPERIENCE 对于我们来说是变革性的因素，它使我们能够快速进行设计和迭代，将我们所有的专业技术和领域汇集到一处，从而找到最佳解决方案。它让我们能够更快地行动和创新。”

为了承受最严苛的条件，BioPods 使用复合材料组合作为坚实的技术基础，使用柔软耐磨的聚合物制作充气膜。

Belvisi 指出：“我们希望最终建成一个非常容易部署、只需极少人员的村庄。这就是我们做出充气式可折叠穹顶设计的原因，我们在结构上堆叠了支持生命所需的一切。”

每个模块都是在 3DEXPERIENCE 平台上使用 CATIA 设计的。

Rhoné 指出：“我们选择了参数化设计方法，这种方法使我们能够从大量数据中生成具有复杂、可扩展几何形状的外壳和结构。然后，我们可以在优化设计的过程中进行迭代和仿真。BioPod 包含许多不同的结构组件。能够将所有组件都集中在一个平台上，有助于我们提高工作效率。”

尽管 Interstellar Lab 的首个太空村将部署在地球上，但该团队始终都将部署在太空的雄心放在首位。

Belvisi 表示：“我们心系太空，我们提出新的、更高效的概念和系统，在地球上进行测试。如果你想去另一个星球，系统必须非常轻便且具有超强的韧性。此外，我们还必须考虑太阳辐射、极端温度等方面的诸多约束。”

在部署首个 BioPod 之前，该公司正在利用 3DEXPERIENCE 和 SIMULIA 的仿真能力来优化 BioPod 的安装。

Rhoné 表示：“为了确保穹顶即使在极端条件下也能达到预期性能，我们需要准确地仿真其现实情况，例如，测试包括柔性膜在内的整个结构的强度，保持内部气流以获得准确的气压。”

Belvisi 补充道：“穹顶外部的温度变化会影响内部气压，而内部气压必须保持稳定。根据植物所处的生命周期的不同阶段，氧气和二氧化碳的含量必须设定在植物生长所需的最佳水平。SIMULIA 使我们能够仿真多种可能的场景。”

穹顶将在建造和试验过程中不断演进发展。初创企业需要注明物理模型变更的日期，跟踪和控制物理模型变更。拥有虚拟孪生技术至关重要。这一过程涵盖了从运营和维护到收集有关食物生产和环境的数据等各个方面。3DEXPERIENCE 平台将使 Interstellar Lab 能够在准确的 3D 展示中融入所有数据，这对大规模部署至关重要。

Rhoné 表示：“最终，这些 3D 模型将用作 BioPods 和 Ebios 的虚拟副本，并与我们自己的软件互联，我们的软件将收集由站点和环境生成的数据。它们帮助我们建立一个人工智能辅助控制中心，以超自动化的最优方式在 BioPods 的整个生命周期内监控其在地球上和太空中的一切活动。”

此外，BioPods 和 Ebios 的虚拟孪生对于制造、执行、运营和维护阶段也是非常重要的资产。

Rhoné 表示：“随着我们开始生产 BioPods 的各个组件，数字孪生也在不断演进发展，它集成了我们的制造商和供应商提供的每个组件的特性，以创建产品的虚拟副本，‘独一无二’且在平台上集中进行管理。同样的数字化身将使我们能够控制执行的质量和精准度，并通过从传感器获取数据来集成每个 BioPod 的性能，从而进行仿真，做出更可靠的决策，实现自动化控制，开发预测性维护。”

在许多方面，Interstellar Lab 与达索系统的合作都是价值观、兴趣和技能的完美融合。

Rhoné 表示：“达索系统以其在航空航天领域的专业技术而著称，而该公司在生命科学领域的涉足使其成为实践 Interstellar Lab 使命的理想盟友。”

Belvisi 表示：“自合作伊始，达索系统就倾听并积极主动地了解我们项目发展的方向，并提供最佳解决方案来为我们的方法提供支持。“我们有着同样的激情和愿景。人类文明超越地球的梦想从未如此之近。”