Для возведения жилых помещений на Марсе и Луне планируется использовать материал, полученный путем смешивания реголита с белками крови и мочевиной космонавтов. По своим характеристикам этот биокомпозит не хуже бетона.
Первая пилотируемая миссия на Марс, скорее всего, станет самым сложным технологическим предприятием в истории человечества. В частности, такой полет подразумевает чрезвычайно высокие затраты и значительное время, необходимые для транспортировки грузов на поверхность Красной планеты. Например, доставка всего одного кирпича могла бы стоить два миллиона долларов. Поэтому будущим колонизаторам необходимо будет находить возможности для использования местных ресурсов.
Ученые из Манчестерского университета (Великобритания) считают, что для первых космических миссий из-за экономической целесообразности будет применяться реголит – остаточный грунт, образовавшийся в результате космической эрозии горных пород – как основной строительный материал для возведения жилищ, обеспечивающих защиту от радиации и метеоритов. При этом, чтобы предотвратить разрушение грунта, например, в результате пыльных бурь, его необходимо 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 исследовали возможность применения человеческого сывороточного альбумина — распространенного белка, извлекаемого из плазмы крови — в качестве связующего компонента при создании имитаций лунного и марсианского грунта для производства так называемых внеземных биокомпозитов. Фактически, альбумин, производимый астронавтами in vivo, по мнению исследователей, ресурсы можно добывать непрерывно и смешивать с лунным или марсианским грунтом, создавая материал, который они называют «камнем из крови.
Использование этих легкорастворимых в воде белков, содержащихся в крови, позволило создать материал, обладающий прочностью на сжатие, достигающей 25 мегапаскалей, что сопоставимо с показателями обычного бетона (от 20 до 32 мегапаскалей). Молекулы альбуминов формировали структуры, напоминающие «бета-листы», которые расширяются, обеспечивая сцепление материала. Добавление мочевины, которую можно извлекать из мочи, пота или слез космонавтов, в определенных случаях способно увеличить прочность на сжатие более чем на 300 процентов. Наиболее удачный состав демонстрирует среднюю прочность на сжатие в 39,7 мегапаскаля. Помимо этого, авторы разработки отметили, что эти структуры можно создавать с использованием 3D-печати.
Согласно проведенным расчетам, шесть астронавтов, задействованных в двухлетней миссии на Марс, смогут создать более полутона материала, схожего по свойствам с бетоном (его также называют AstroCrete). Это позволит каждому колонисту сформировать достаточное количество AstroCrete для поэтапного увеличения жилого пространства и приема новых участников экспедиции.