Raziskovalci s hongkonške univerze za znanost in tehnologijo so razvili lahek gradbeni material iz peska oziroma zdrobljenih kamnin, želatine in gensko spremenjenega kvasa. V razmerah, ki posnemajo površje Marsa, so z njim natisnili majhne kupole, trdnost materiala pa je primerljiva z betonom nižje kakovosti.
Pošiljanje cementa, jekla in drugega gradbenega materiala z Zemlje na Mars bi bilo izjemno drago in zapleteno. Znanstveniki zato iščejo načine, kako bi prihodnji astronavti za gradnjo bivališč uporabili marsovski regolit oziroma kamninski drobir, ki prekriva površje rdečega planeta.
Raziskovalna skupina pod vodstvom okoljske inženirke Ning Liu je pripravila mešanico peska oziroma simuliranega marsovskega materiala, želatine in običajnega pekovskega kvasa vrste Saccharomyces cerevisiae. Kvas so gensko spremenili, da proizvaja lepljive beljakovine, podobne tistim, s katerimi se školjke oprimejo skal.
Te beljakovine povežejo želatino in drobne kamninske delce ter ustvarijo lahek, porozen in razmeroma trden material.
Marsovski mraz pomaga pri utrjevanju
Raziskovalci so material oblikovali s 3D-tiskalnikom in z vlivanjem v kalupe. Nato so ga približno 48 ur izpostavljali temperaturi okoli minus 55 stopinj Celzija in zelo nizkemu zračnemu tlaku, s čimer so posnemali razmere na površju Marsa.
Voda v mešanici je najprej zamrznila, nato pa neposredno prešla iz ledu v vodno paro. Postopek, podoben sušenju z zamrzovanjem oziroma liofilizaciji, je za seboj pustil porozno strukturo iz želatine, kamninskih delcev in beljakovin kvasa.
Majhne kupole, visoke okoli 4,5 centimetra, so dosegle tlačno trdnost približno 12 megapaskalov. To je primerljivo z betonom nižje kakovosti. Material je prenesel tudi upogibno obremenitev okoli šest megapaskalov.
Vodja raziskave Jishen Qiu ocenjuje, da bi bil material na Zemlji dovolj trden za eno- ali dvonadstropno stavbo. Ker je gravitacija na Marsu približno trikrat šibkejša kot na Zemlji, bi lahko bil teoretično uporaben tudi za višje konstrukcije.
Stene same ne bi bile dovolj
Raziskovalci opozarjajo, da takšen material še ne bi mogel samostojno tvoriti celotnega marsovskega bivališča. Kupola bi morala zadrževati zrak in tlak ter astronavte zaščititi pred nevarnim sevanjem, česar preizkušeni material še ne omogoča.
Uporaben bi bil predvsem kot nosilna plast v večplastni konstrukciji. V resničnem bivališču bi ga lahko dopolnjevali neprepustne membrane, napihljivi ali vnaprej izdelani moduli in zaščitna plast vode oziroma drugega materiala za blaženje sevanja.
Odprto ostaja tudi vprašanje, ali bi kvas preživel daljšo izpostavljenost mrazu, skorajšnjemu vakuumu in sevanju. Gensko prilagajanje organizma za preživetje na Marsu pa bi povzročilo dodatne pomisleke glede morebitnega onesnaženja planeta z zemeljskimi mikrobi.
Manj energije in možnost ponovne uporabe
Veliko drugih predlaganih načinov izdelave opek na Marsu zahteva segrevanje regolita na več kot 1000 stopinj Celzija. Za takšen postopek bi potrebovali velike količine energije in zahtevno industrijsko opremo.
Raziskovalci ocenjujejo, da bi njihov biološki material potreboval približno desetkrat manj energije. Kvas bi bilo mogoče gojiti in znova uporabiti, staro konstrukcijo pa razgraditi ter iz materiala izdelati nove gradnike.
Kljub obetavnim rezultatom gre šele za laboratorijski dokaz izvedljivosti. Raziskovalci niso zgradili prave hiše in materiala niso preizkusili na Marsu. Pred morebitno uporabo bo treba preveriti njegovo dolgotrajno trdnost, toplotno izolacijo, odpornost proti sevanju in možnost izdelave v veliko večjem merilu.
Raziskava je bila objavljena v znanstveni reviji Chem Circularity.
