Материал, созданный из реголита, смешанного с белками крови и мочевиной космонавтов, предлагают использовать для строительства домов на Марсе и Луне. По прочности этот биокомпозит не уступает бетону.
Первая миссия на Марс с экипажем, вероятно, будет самой технологически сложной задачей из когда-либо предпринятых человечеством. Среди прочего такой полет сопряжен с непомерно высокой стоимостью и количеством времени, которые потребовались бы для доставки грузов на поверхность Красной планеты: к примеру, перевозка одного кирпича обошлась бы в два миллиона долларов. Значит, колонизаторам придется искать способы эксплуатировать ресурсы непосредственно на месте.
По мнению ученых из Манчестерского университета (Великобритания), из-за затрат первые миссии будут использовать реголит — остаточный грунт, продукт космического выветривания породы — в качестве основного материала при возведении жилищ, защищающих от радиации и метеоритов. Однако, чтобы избежать эрозии (например, из-за пыльных бурь), реголит нужно стабилизировать.
Как рассказывается в пресс-релизе на сайте вуза, с этой целью команда Аледа Д. Робертса разработала бетоноподобный материал, вдохновившись древними техниками, в которых в известковый раствор подмешивали кровь животных, в частности свиней: она регулировала рост кристаллов карбоната кальция. В одном исследовании такой метод описывали как «одно из самых важных технологических изобретений в истории архитектуры Китая».
«Мы изучили использование человеческого сывороточного альбумина — обычного белка, получаемого из плазмы крови — как связующего вещества в моделировании лунного и марсианского реголитов для производства так называемых внеземных биокомпозитов. По сути, альбумин, производимый астронавтами in vivo, можно извлекать на полунепрерывной основе и объединять с лунным или марсианским реголитом, тем самым получая «камень из крови», — пишут ученые.
Небольшая напечатанная на 3D-принтере структура, созданная из имитации марсианской почвы и продуктов человеческого организма
Источник изображения: Манчестерский университет
При помощи этих простых растворимых в воде белков крови удалось получить материал прочностью на сжатие в 25 мегапаскалей, то есть сравнимый с обычным бетоном (от 20 до 32 мегапаскалей). Альбумины «сворачивались», образуя «бета-листы», которые расширяются наружу, чтобы удерживать материал вместе. «Включение мочевины, которую можно извлечь из мочи, пота или слез космонавтов, способен в некоторых случаях дополнительно повысить прочность на сжатие более чем на 300 процентов. Наиболее эффективный состав имеет среднюю прочность на сжатие в 39,7 мегапаскаля. Кроме того, мы показали, что структуры можно распечатывать на 3D-принтере», — добавили авторы разработки.
По расчетам, шесть астронавтов, отправившихся с двухлетней миссией на Красную планету, смогут произвести более 500 килограммов такого бетоноподобного материала (к слову, его назвали AstroCrete). В результате каждый колонизатор смог бы создать достаточно AstroCrete, чтобы постепенно расширять среду обитания для новых членов экипажа.