Марс на крови: материал для строительства на другой планете предложено добывать из космонавтов
Транспортировка всего одного кирпича на Марс стоила бы миллионы долларов, поэтому строительство марсианской колонии в будущем кажется непомерно дорогим. Ученые из Манчестерского университета предлагают решать эту проблему с помощью бетоноподобного материала из смеси внеземной пыли, крови, пота, слез и, главное, мочи космонавтов.
Исследование опубликовано в журнале Materials Today Bio, кратко о нем сообщает Science Daily.
Стоимость транспортировки одного кирпича на Марс оценивается примерно в $2 млн, а это означает, что будущие марсианские колонисты не смогут привезти с собой строительные материалы — им придется использовать местные ресурсы для строительства. Обычно под таковыми понимаются марсианский реголит (грунт) и редкие месторождения подземных вод. Однако есть один упускаемый из виду ресурс, который будет доступен абсолютно любой пилотируемой миссии на Красную планету.
В статье ученые продемонстрировали, что обычный белок из плазмы крови — сывороточный альбумин человека — может действовать как связующее вещество для аналогов лунной или марсианской пыли. В результате получился материал, похожий на бетон, — ученые назвали его AstroCrete. Он имел прочность на сжатие до 25 МПа, примерно такую же, как у обычного бетона (20–32 МПа).
Ученые обнаружили, что включение мочевины — биологического отхода, который организм производит и выводит с мочой, потом и слезами, — может дополнительно увеличить прочность на сжатие. Наиболее удачный эксперимент позволил получить материал с прочностью на сжатие почти 40 МПа, что существенно прочнее обычного бетона.
Доктор Алед Робертс из Манчестерского университета, который работал над проектом, сказал, что новый метод имеет значительные преимущества перед многими другими предлагаемыми методами строительства на Луне и Марсе.
«Ученые долго пытались разработать жизнеспособные технологии для производства материалов, подобных бетону, на поверхности Марса, но ответ все это время находился внутри нас», — сказал он.
Ученые подсчитали, что команда из шести астронавтов в течение двухлетней миссии на поверхности Марса может произвести более 500 кг высокопрочного AstroCrete. А каждый член экипажа способен произвести достаточно материала, чтобы расширить среду обитания для еще одного своего коллеги. Таким образом, с каждой миссией площадь «доступного жилья» для космонавтов может удваиваться.
Кровь животных исторически использовалась в качестве связующего вещества в растворах. «Замечательно, что серьезная проблема космической эры, возможно, нашла свое решение, основанное на вдохновении средневековыми технологиями», — сказал доктор Робертс.
Ученые исследовали лежащий в основе механизм связывания и обнаружили, что белки крови денатурируют, или «сворачиваются», чтобы сформировать протяженную структуру с взаимодействиями, известными как бета-листы, которые плотно удерживают материал вместе. То есть, как шутит доктор Робертс, кровь стынет в буквальном смысле слова.