Британские ученые использовали имитатор марсианского реголита, картофельный крахмал и щепотку соли, чтобы создать материал, вдвое прочнее бетона. Авторы материала утверждают, что их «космический бетон» может быть использован для строительства домов и объектов инфраструктуры на Луне или Марсе в будущих пилотируемых миссиях.
Пока, конечно, дело даже не в ближайших годах, но если в планах идея марсианского или лунного поселения, то придется подумать, из чего будут построены постройки. . Оказывается, ингредиенты для материала, которые можно с успехом использовать, часто употребляются нами в пищу.
Ученые из Манчестерского университета разработали материал под названием «StarCrete» (от слова «звездный бетон», что можно перевести как «звездный бетон» или «космический бетон»), который однажды можно будет использовать для строительства поселений в других частях Солнечной система. Соединив картофельный крахмал с материалом, имитирующим марсианский или лунный реголит, они создали нечто гораздо более прочное, чем обычный бетон.
Описание и результаты исследования опубликованы в журнале «Открытая инженерия» ( DOI: 10.1515/rus-2022-0390 ).
Картофель и слезы
Строительство достаточного количества зданий для марсианских колонизаторов, безусловно, потребует значительного количества строительных материалов, транспортировать которые с Земли в таком количестве затруднительно. Поэтому вам нужно подумать о чем-то, что можно было бы производить на месте. Что такое много на Марсе? Например, реголит, т.е. местная выветрелая порода, имеющая сейчас форму пыли. Только вот как сделать материал в стиле например бетона? Оказывается, можно, хотя первый метод, разработанный исследователями из Манчестерского университета, можно сказать, требовал от космонавтов довольно больших жертв.
Используя марсианскую пыль, вы можете создать прочный материал, добавив в него человеческую кровь и мочу. О первом по понятным причинам не могло быть и речи, а о втором никому не будет комфортно жить в построенном таким образом здании. Поэтому исследователи искали другое решение.
Предполагалось, что производство материала будет достаточно простым, поскольку транспортировка специализированного оборудования с Земли может оказаться крайне проблематичной. Оказалось, что строительный материал можно сделать из того, что мы видим на своих тарелках. Поскольку производство продуктов питания для космонавтов все равно возникнет, исследователи пришли к выводу, что картофельный крахмал также можно использовать в качестве компонента космического бетона.
Кроме того, такой строительный материал можно было бы укрепить, добавив хлорид магния, который присутствует, например, в слезах человека. И астронавтов не надо будет заставлять плакать, и речь не о тоске по Земле, ведь хлорида магния на поверхности Марса предостаточно.
Чрезвычайно прочный материал
Ученые назвали свой материал StarCrete, игра слов от слова «бетон», что означает «бетон». До сих пор был проведен ряд испытаний с использованием крахмала и имитации марсианской или лунной пыли для производства этого материала. Добавим, что производственный процесс был бы вполне экологичным, ведь пока на Земле на производство бетона приходится около 8 процентов. выбросы углекислого газа в атмосферу, ведь здесь необходимо получить высокие температуры, StarCrete можно производить даже в микроволновой печи.
Результаты проведенных испытаний на выносливость оказались неожиданными. Выяснилось, что StarCrete из марсианской пыли может быть в два раза прочнее земного бетона и выдерживать давление 72 МПа (мегапаскалей). С другой стороны, лунный StarCrete был бы еще прочнее, так как мог выдерживать давление до 91 МПа.
Насколько эффективным будет StarCrete? Подсчитано, что из 25 килограммов обезвоженного крахмала можно получить 213 кирпичей. Однако, чтобы построить, например, дом с тремя спальнями, это число следует умножить на 35. В настоящее время ведутся исследования не только по улучшению StarCrete, но даже по его потенциальному использованию на Земле.