Марс — не самое подходящее место для строительства. Там холодно, радиация, низкое давление, а самое главное — стройматериалы придется везти издалека.
Похоже, эту проблему отчасти удалось решить. В Гонконгском университете науки и технологий разработали и испытали стройматериал, вполне пригодный для 3D-печати домов на Марсе. О новинке рассказал журнал Chem Circularity.
В своем составе материал сочетает марсианский песок с земными ингредиентами — желатином и дрожжами. После высыхания и отверждения этот «живой бетон» не уступает по прочности низкосортному бетону, а еще его можно разобрать, переработать и «заварить» заново для новой стройки.
«Меня вдохновили сублимированные фрукты, которые становятся тверже. Экстремально низкие температура и давление на Марсе создают условия, похожие на сублимационную сушку. Я и подумал: а нельзя ли этим воспользоваться и сделать какие-то материалы?» — говорит инженер-строитель Цю Цзишэнь, руководивший исследованием.
Рецепт включает песок и связующее, которое, в свою очередь, состоит из желатина и специально выращенных дрожжей — их вывели такими, чтобы они содержали максимум сильнолипких белков наподобие тех, которыми мидии прилепляются к камням.
Первые тесты
Материал протестировали в имитированных марсианских условиях. Как только смесь выходит из сопла, экстремальный холод и низкое давление подвергают ее сублимационной сушке. Вода замерзает и превращается из льда сразу в пар, оставляя после себя микроскопические поры. В результате получается нечто вроде пены — легкой и пористой.
Пока что напечатанные конструкции — небольшие купола высотой 45 мм и шириной 30 мм. Но сам материал прочный: прочность на сжатие — от 10 до 12 мегапаскалей, что сопоставимо с низкосортным бетоном.
«Так что на Земле, где гравитация в три раза больше марсианской, этого вполне хватило бы для одно- или двухэтажного здания. А на Марсе, скорее всего, можно легко построить из этого материала многоэтажку», — полагает исследователь.
Большинство идей по строительству внеземных городов предполагают переработку марсианских камней или лунной пыли в кирпичи и балки, для чего нужна уйма энергии. Биологический материал не только экономит энергию на нагреве за счет совершенно иного подхода к производству, но и мог бы поддержать замкнутую экономику на Марсе. Поселенцы смогли бы извлекать дрожжи из разобранных конструкций и снова выращивать их в биореакторах. «Пока жива хотя бы одна дрожжевая клетка, мы можем вырастить их снова», — подчеркивает Цю.
Законы природы не запрещают
Пока что биологический материал проверяли только на Земле. Разработчики не уверены, выживут ли дрожжи в реальных марсианских условиях. Живой стройматериал все еще зависит — пусть и в меньшей степени — от земных ингредиентов, поэтому для масштабного строительства на месте могут потребоваться сотни тонн груза с Земли. И все же инженер настроен оптимистично.
«Я спрашиваю себя: есть ли какой-то физический закон или фундаментальный механизм, который мешает нам это сделать? На данный момент я таких не вижу. Мы уверены, что масштабируем технологию. Меня удивит, если материалы для будущей марсианской инженерии окажутся не такими же разнообразными, как те, что используются в земной инженерии. И биология в этом точно поучаствует», — заключил он.