Космический бетон созданный из космической пыли и крови астронавта

Транспортировка единственного кирпича на Марс может стоить более 100 миллионов рублей, поэтому строительство марсианской колонии в будущем кажется непомерно дорогим. Ученые из Манчестерского университета разработали способ потенциально преодолеть эту проблему, создав бетоноподобный материал из внеземной пыли, а также крови, пота и слез космонавтов.

В их исследовании, опубликованном сегодня в Materials Today Bio, белок человеческой крови в сочетании с составом мочи, пота или слез может склеить имитацию лунной или марсианской почвы, чтобы получить материал, более прочный, чем обычный бетон, идеально подходящий для строительных работ во внеземных средах.

Стоимость транспортировки одного кирпича на Марс оценивается примерно в 2 миллиона долларов США, а это означает, что будущие марсианские колонисты не могут привезти с собой свои строительные материалы, но должны будут использовать ресурсы, которые они могут получить на месте, для строительства укрытий. Это известно как использование ресурсов на месте и обычно сосредоточено на использовании рыхлой породы и марсианской почвы (известной как реголит) и разреженных водных отложений. Однако есть один упускаемый из виду ресурс, который, по определению, также будет доступен в любой миссии с экипажем на Красную планету: сами экипажи.

В статье, опубликованной сегодня в журнале Materials Today Bio, ученые продемонстрировали, что обычный белок из плазмы крови - человеческий сывороточный альбумин - может действовать как связующее вещество для имитируемой лунной или марсианской пыли, создавая материал, похожий на бетон. Полученный новый материал, получивший название AstroCrete, имел прочность на сжатие до 25 МПа (мегапаскалей), примерно такую ​​же, как 20-32 МПа у обычного бетона.

Тем не менее, ученые обнаружили, что включение мочевины - биологических отходов, которые организм производит и выводит с мочой, потом и слезами - может дополнительно увеличить прочность на сжатие более чем на 300%, при этом наиболее эффективный материал имеет прочность на сжатие почти 40 МПа, существенно прочнее обычного бетона.

Доктор Алед Робертс из Манчестерского университета, который работал над проектом, сказал, что новый метод имеет значительные преимущества перед многими другими предлагаемыми методами строительства на Луне и Марсе.

«Ученые пытались разработать жизнеспособные технологии для производства материалов, подобных бетону, на поверхности Марса, но мы никогда не переставали думать, что ответ может быть внутри нас все время», - сказал он.

Ученые подсчитали, что более 500 кг высокопрочного AstroCrete может быть произведено в течение двухлетней миссии на поверхности Марса командой из шести астронавтов. При использовании в качестве раствора для мешков с песком или плавленых кирпичей реголита каждый член экипажа мог произвести достаточно AstroCrete, чтобы расширить среду обитания для поддержки дополнительного члена экипажа, удваивая доступное жилье с каждой последующей миссией.

Кровь животных исторически использовалась в качестве связующего вещества для раствора. «Удивительно, что главная проблема космической эры, возможно, нашла свое решение, основанное на вдохновении средневековых технологий», - сказал доктор Робертс.

Ученые исследовали лежащий в основе механизм связывания и обнаружили, что белки крови денатурируют, или «сворачиваются», чтобы сформировать протяженную структуру с взаимодействиями, известными как «бета-листы», которые плотно удерживают материал вместе.

«Эта концепция буквально леденит кровь», - объяснил доктор Робертс.