"Kosmiczny beton" wytwarzany na bazie... ziemniaków

Póki co nie jest to oczywiście kwestia nawet najbliższych kilku lat, ale jeżeli pomysł marsjańskiego czy księżycowego osadnictwa znajdzie się w sferze realnych planów, trzeba będzie pomyśleć o tym, z czego miałyby powstawać tam budynki. Okazuje się, że składniki do materiału, który z powodzeniem można wykorzystać, często są przez nas zjadane.

Naukowcy z University of Manchester opracowali materiał, nazwany "StarCrete" (od ang. słów star concrete, co można tłumaczyć jako "gwiezdny beton" albo "kosmiczny beton"), który pewnego dnia może zostać użyty do budowy osad w innych częściach Układu Słonecznego. Łącząc skrobię ziemniaczaną z materiałem imitującym marsjański czy księżycowy regolit, stworzyli coś znacznie mocniejszego niż zwykły beton.

Opis i rezultaty badań ukazały się na łamach pisma "Open Engineering" (DOI: 10.1515/eng-2022-0390).

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Wybudowanie odpowiedniej ilości budynków dla marsjańskich kolonizatorów z pewnością wymagać będzie znacznej ilości materiałów budowlanych, które ciężko w takiej ilości przetransportować z Ziemi. Należy zatem pomyśleć o czymś, co dałoby się wytwarzać na miejscu. Czego jest dużo na Marsie? Chociażby regolitu, czyli tamtejszej zwietrzałej skały, która obecnie ma formę pyłu. Tylko teraz jak zrobić z tego materiał w stylu np. betonu? Okazuje się, że jest to możliwe, chociaż pierwszy opracowany przez badaczy z University of Manchester sposób, można powiedzieć, że wymagałby od astronautów dość sporych poświęceń.

Wykorzystując marsjański pył można stworzyć mocny materiał dodając do niego również ludzką krew i mocz. To pierwsze z oczywistych względów nie wchodziłoby w rachubę, zaś co do drugiego, to chyba nikomu nie mieszkałoby się przyjemnie w budynku, który powstał w ten sposób. Naukowcy poszukiwali zatem innego rozwiązania.

Założenia były takie, żeby produkcja materiału była dość prosta, ponieważ transport specjalistycznego sprzętu z Ziemi mógłby okazać się niezwykle problematyczny. Okazało się, że materiał budulcowy można wytworzyć z tego, co widzimy na naszych talerzach. Jako że i tak konieczna stanie się produkcja żywności dla astronautów, uczeni stwierdzili, że równie dobrze w charakterze elementu kosmicznego betonu można by wykorzystać skrobię ziemniaczaną.

Dodatkowo taki budulec można by było wzmocnić dodając do niego chlorek magnezu, który jest obecny chociażby w ludzkich łzach. A do ronienia łez nie będzie trzeba astronautów zmuszać i nie chodzi tu o tęsknotę za Ziemią, bo chlorku magnezu na powierzchni Marsa jest pod dostatkiem.

Naukowcy nazwali swój materiał StarCrete, co jest swoistą grą słowną w odniesieniu do słowa "concrete", czyli beton. Jak do tej pory przeprowadzono szereg prób, przy których do produkcji tego materiału użyto skrobi oraz symulowanego pyłu marsjańskiego lub księżycowego. Dodajmy jeszcze, że proces produkcyjny byłby dość ekologiczny, ponieważ o ile na Ziemi produkcja betonu odpowiada za około 8 proc. emisji dwutlenku węgla do atmosfery, ponieważ niezbędne jest tutaj uzyskanie wysokich temperatur, to StarCrete będzie można wytworzyć nawet w kuchence mikrofalowej.

Rezultaty przeprowadzonych testów wytrzymałościowych okazały się zaskakujące. Stwierdzono, że StarCrete wykonany z marsjańskiego pyłu mógłby być dwukrotnie mocniejszy od ziemskiego betonu i wytrzymywać nacisk 72 MPa (megapaskali). Natomiast księżycowy StarCrete byłby jeszcze wytrzymalszy, ponieważ dałby sobie radę nawet przy 91 MPa nacisku.

Jak wydajny byłby jednak StarCrete? Otóż szacuje się, że z 25 kilogramów odwodnionej skrobi można by uzyskać 213 cegieł. Natomiast aby postawić przykładowo dom z trzema sypialniami należałoby dodatkowo tę ilość przemnożyć przez 35. Obecnie zaś prowadzone są badania nie tylko nad ulepszeniem StarCrete, ale nawet nad potencjalnym jego wykorzystaniem na Ziemi.

Źródło: University of Manchester, IFLScience, fot. NASA