Kosmiczny beton ze skrobi ziemniaczanej. Dzięki niemu mieszkanie na Marsie stanie się możliwe

Marzenia o ekspansji gatunku ludzkiego na inne planety są nam znane, odkąd dowiedzieliśmy się o istnieniu innych planet. Dotychczas pojawiały się mniej lub bardziej realne pomysły na budowę baz na Księżycu i Marsie. Plan stałej bazy na księżycu ma NASA, z kolei Elon Musk zamierza wysłać ludzi na Czerwoną Planetę. Jeśli chcemy, aby mieszkanie na Marsie było możliwe, musimy poradzić sobie z problemem materiałów, z których powstaną budynki dla ziemskich kolonizatorów. Budulec ten musi spełnić wiele warunków, takich jak odporność na ciśnienie, skrajne temperatury czy możliwość wytworzenia go na miejscu. Kosmiczny beton opracowany przez brytyjskich naukowców spełnia te wygórowane wymagania.

Kosmiczna ekspansja na Księżyc i Marsa 

Obecność człowieka na Księżycu zaczęła się 20 lipca 1969 roku, kiedy Neil Armstrong i Buzz Aldrin postawili swoje stopy na Księżycu. „Wielki krok dla ludzkości” sprawił, że marzenia o eksploracji kosmosu stały się możliwe. Po niemalże 50 latach od zakończenia programu Apollo, NASA postanowiła wrócić na Księżyc. Nowy program nosi nazwę Artemis. Głównym celem amerykańskiej agencji kosmicznej jest budowa stałej bazy na srebrnym globie. NASA ma w planach wykorzystanie naszego naturalnego satelity jako bazy wypadowej do załogowej misji na Marsa. To na Czerwonej Planecie skupiają się bowiem naukowcy z NASA oraz ze SpaceX.

Elon Musk także planuje załogową misję na Marsa. Jego firma SpaceX jest w trakcie testów rakiety Falcon Heavy, która ma polecieć na Czerwoną Planetę, zabierając na swoim pokładzie ludzi oraz potrzebny sprzęt i wyposażenie. Musk – jak przystało na każdego wizjonera – ma dość śmiałe pomysły, którymi lubi się dzielić. Właściciel SpaceX kreślił plany kolonizacji Marsa za pomocą kilkuset rakiet, a nawet o terraformacji planety. Plany śmiałe, ale dzisiaj pozostają w kwestii marzeń.

Trwający trzy miesiące lot, to tylko jeden z problemów, z którymi muszą poradzić sobie naukowcy. Kolejnym wyzwaniem jest zapewnienie schronienia ludziom. Musimy bowiem pamiętać, że Mars – choć pod wieloma względami przypomina Ziemię – to jednak pozbawiony jest jej mechanizmów obronnych. Nasza planeta ma bowiem pole magnetyczne, które chroni nas przed śmiercionośnym działaniem wiatru słonecznego. Przed szkodliwymi dla życia cząsteczkami chroni nas także gruba warstwa atmosfery. Mars nie ma tego wszystkiego, więc musimy sami opracować narzędzia, które będą dla nas osłoną przed zagrożeniami.

Przeczytaj również: Nie zaglądajmy do środka mumii. Dajmy im odpocząć

W 2000 roku NASA uruchomiła program „Cave of Mars Project”, którego celem było wytypowanie miejsc do zamieszkania przez ludzi. Wybór padł na marsjańskie jaskinie ze względu na ich ochronę przed rakotwórczym promieniowaniem słonecznym, meteorytami i mikrometeorytami. W 2022 roku na spotkaniu Connects Amerykańskiego Towarzystwa Geologicznego (Geological Society of America) naukowcy wytypowali dziewięć jaskiń, które mogłyby się nadawać do zaludnienia.

Mieszkanie na Marsie: jakie wyzwania przed nami?

Mieszkanie w jaskiniach marsjańskich ma swoje wady. Przede wszystkim nie wiadomo, jak wyglądają, jak są zbudowane i w czy w ogóle nadają się do tego celu. Alternatywą dla tego pomysłu jest postawienie budynków. Warunkiem koniecznym, który muszą spełniać, jest zabezpieczenie przed wiatrem słonecznym. Drugim jest budulec, który musi znajdować się na miejscu. Przetransportowanie wszystkich potrzebnych materiałów z Ziemi na Marsa wiąże się ze znacznym obciążeniem finansowym i logistycznym misji.

Naukowcy przygotowujący misję na Marsa muszą również wziąć pod uwagę architekturę siedlisk. Członkowie misji nie mogą sami budować sobie schronień. W tym celu rozważane jest wysłanie najpierw drukarek 3D i robotów. Nadal jednak nierozwiązany pozostaje temat budulca.

STARCrete: sposób na zamieszkanie w kosmosie

Brytyjscy naukowcy, Aled Roberts i Nigel Scrutton, opracowali materiał, który może być odpowiedzią na problem budowy habitatów na Marsie i Księżycu. Uczeni opracowali materiał budulcowy, którego spoiwem jest skrobia ziemniaczana. Materiał nazwano STARCrete, czyli gwiezdny beton. Wbrew nazwie, nie ma w nim nic pozaziemskiego.

Do produkcji użyto sztucznego regolitu, ponieważ jak dotąd na Ziemię nie trafiły próbki  marsjańskiego pyłu. Technologia użyta do opracowania betonu umożliwia użycie skrobi używanej do produkcji pożywienia. Jej nadmiar będzie można przeznaczyć  do produkcji materiału budulcowego. Marsjański beton ma wytrzymałość na nacisk 72 MPa. Z kolei STARCrete ze sztucznego regolitu księżycowego ma wytrzymałość 91,7 MPa. Odporność na zginanie wynosi odpowiednio 8,4 MPa i 2,1 MPa. Powyższe wartości są porównywalne z ziemskim betonem.

Co oznacza opracowanie nowego betonu? Przybliża nas do zbudowania pierwszej bazy na Księżycu i później na Marsie. Nie znaczy to, że już za chwilę ludzkość wkroczy w erę kosmicznych osiedli. Trzeba pamiętać, że zapewnienie przeżycia człowieka poza Ziemią wiąże się ze spełnieniem wielu warunków takich jak zasymulowanie ziemskiej grawitacji, zapewnienie źródła światła zbliżonego do ziemskiego i ochrona przed promieniowaniem kosmicznym. 

Źródła:

1. Aled Roberst, Nigel Scrutton, „Degruyer.com”, „StarCrete: A starch-based biocomposite for off-world construction”, 2022
2. Caleb Scharf, „Scientific American”, „The 1,000 Caves of Mars”, 20203.       Katherine Kornei, „New York Times”, „House-Hunting on Mars Has Already Started”, 2022
3. Katherine Kornei, „New York Times”, „House-Hunting on Mars Has Already Started”, 2022

To powinno cię zainteresować: