Обратив взгляд в прошлое, где древние постройки скреплялись кровью животных, и заглянув в будущее, в котором люди используют марсианскую почву для строительства на месте, ученые придумали новый рецепт экономичного «космического бетона». По словам ученых, группы астронавтов в космосе могут производить сотни килограммов строительного материала каждый год, постоянно расширяя потенциальную марсианскую среду обитания.
Новый строительный материал был разработан учеными из Манчестерского университета, которые черпали вдохновение в древних строительных методах, которые включали подмешивание крови животных в строительный раствор в качестве связующего материала. Свинья кровь и известковый раствор были одной из наиболее заметных смесей, в которых кровь регулировала рост кристаллов карбоната кальция, и в одном исследовании это даже описывалось как «одно из самых важных технологических изобретений в истории архитектуры».
«Удивительно, что серьезная проблема космической эры, возможно, нашла свое решение на основе вдохновения средневековых технологий», – говорит автор исследования доктор Алед Робертс.
Ученые были заняты изучением вопроса о том, как можно построить среду обитания во время будущих марсианских или лунных миссий. Загрузка космического корабля кирпичами или мешками с цементом была бы непомерно дорогостоящей, поэтому эта область исследований включает изучение того, как эти структуры могут быть сделаны из материалов, которые уже есть, с почвой Луны и Марса.
Некоторые интересные исследования в этой области показали, как эти почвы могут быть смешаны с другими ингредиентами и превращены в строительные блоки, кирпичи, которые прочнее, чем железобетон, или кирпичи, которые генерируют электричество. В качестве альтернативы считается, что марсианская почва содержит металлы, которые можно извлечь и расплавить, чтобы сформировать ключевые части жилья.
В кругах космической инженерии это известно как использование ресурсов на месте, и ученые из Манчестерского университета проявили творческий подход, определив, какие именно ресурсы будут в наличии у будущих исследователей. Работая с смоделированными лунными и марсианскими почвами, команда экспериментировала с использованием человеческой крови и продуктов жизнедеятельности в качестве связующего материала и получила некоторые интересные результаты.
Работа показала, что обычный белок в крови, называемый сывороточным альбумином, можно использовать в качестве связующего для получения материала, похожего на бетон, с прочностью на сжатие, сравнимой с обычным бетоном. При исследовании действующих механизмов команда обнаружила, что белки крови «сворачиваются», образуя «бета-листы», которые расширяются наружу, чтобы удерживать материал вместе.
Что еще более интересно, команда обнаружила, что мочевина, отходы, обнаруживаемые в моче, поте и слезах, могут быть включены для увеличения прочности на сжатие более чем на 300 процентов. Иными словами, ключ к космическому бетону, более прочному, чем тот, который у нас есть здесь, на Земле, может быть найден в нашей крови, поте, слезах и моче.
Согласно расчетам команды, экипаж из шести астронавтов в двухлетней миссии на Марс может произвести более 500 кг AstroCrete, назван новый материал. Ученые говорят, что при использовании в сочетании с мешками с песком или кирпичами из почвы каждый член экипажа может произвести достаточно AstroCrete, чтобы расширить среду обитания, чтобы разместить еще одного человека, эффективно удваивая пространство укрытия с каждой миссией.