Επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ δημιούργησαν ένα νέο υλικό από εξωγήινη σκόνη, άμυλο πατάτας και μια πρέζα αλάτι, το οποίο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή κατοικιών στη Σελήνη και τον Άρη.
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν προσομοιωμένο έδαφος του Άρη αναμεμειγμένο με άμυλο πατάτας και μια πρέζα αλάτι για να δημιουργήσουν το υλικό με το όνομα «StarCrete», που είναι δύο φορές πιο ισχυρό από το συνηθισμένο σκυρόδεμα και απόλυτα κατάλληλο για κατασκευαστικές εργασίες σε εξωγήινο περιβάλλον.
Η κατασκευή υποδομών στο διάστημα είναι επί του παρόντος απαγορευτικά δαπανηρή και δύσκολη να επιτευχθεί. Οι μελλοντικές κατασκευές θα πρέπει να βασίζονται σε απλά και εύκολα διαθέσιμα στους αστροναύτες υλικά και το StarCrete προσφέρει μια πιθανή λύση.
Η ερευνητική ομάδα έδειξε ότι το συνηθισμένο άμυλο πατάτας μπορεί να λειτουργήσει ως συνδετικός παράγοντας όταν αναμιγνύεται με προσομοιωμένη σκόνη του Άρη για να παραχθεί ένα υλικό που μοιάζει με σκυρόδεμα. Όταν δοκιμάστηκε, το StarCrete είχε αντοχή 72 MPa, περισσότερη από διπλάσια από τα 32MPa που παρατηρούνται στο συνηθισμένο σκυρόδεμα. Το αστρικό σκυρόδεμα που κατασκευάστηκε από προσομοιωμένη σκόνη της Σελήνης ήταν ακόμη πιο ισχυρό, πάνω από 91 MPa.
Αυτή η τελευταία εργασία βελτιώνει την προηγούμενη από την ίδια ομάδα όπου χρησιμοποιήθηκαν αίμα και ούρα αστροναυτών ως συνδετικός παράγοντας. Ενώ το υλικό που προέκυψε από αυτή την προσέγγιση, και που ονομάστηκε AstroCrete, είχε αντοχή περίπου 40 MPa – και πάλι, ανώτερη από το κανονικό σκυρόδεμα – η διαδικασία είχε το μειονέκτημα ότι απαιτούσε αίμα σε τακτική βάση. Σε ένα περιβάλλον τόσο εχθρικό όσο το διάστημα, αυτή η επιλογή θεωρήθηκε λιγότερο εφικτή συγκριτικά με τη χρήση αμύλου πατάτας.
«Δεδομένου ότι παράγουμε άμυλο ως τροφή για τους αστροναύτες, ήταν λογικό να το δούμε ως καλύτερο συνδετικό παράγοντα συγκριτικά με το ανθρώπινο αίμα», δήλωσε ο Δρ Aled Roberts, ερευνητής στο Future Biomamanufacturing Research Hub και επικεφαλής ερευνητής του έργου.
Aled Roberts
«Επίσης, οι τρέχουσες τεχνολογίες κτιρίων χρειάζονται ακόμη πολλά χρόνια ανάπτυξης και απαιτούν σημαντική ενέργεια και πρόσθετο βαρύ εξοπλισμό, που προσθέτουν κόστος και πολυπλοκότητα σε μια αποστολή. Το StarCrete δεν χρειάζεται τίποτα από αυτά, απλοποιεί την αποστολή και την καθιστά φθηνότερη και πιο εφικτή. Αλλά και οι αστροναύτες μάλλον δεν θέλουν να ζουν σε σπίτια φτιαγμένα από αίμα και ούρα!», συμπληρώνει ο Roberts.
Η ομάδα υπολόγισε ότι ένα σακί (25 κιλά) αφυδατωμένης πατάτας περιέχει αρκετό άμυλο για να παραχθεί σχεδόν μισός τόνος StarCrete, που ισοδυναμεί με περισσότερα από 213 τούβλα. Για σύγκριση, ένα τυπικό σπίτι τριών υπνοδωματίων στη Γη απαιτεί περίπου 7.500 τούβλα για να χτιστεί.
Επιπλέον, η ομάδα ανακάλυψε ότι ένα κοινό αλάτι, το χλωριούχο μαγνήσιο, που λαμβάνεται από την επιφάνεια του Άρη ή από τα δάκρυα των αστροναυτών βελτίωσε σημαντικά τη δύναμη του StarCrete.
Τα επόμενα στάδια αυτού του έργου είναι η μεταφορά του StarCrete από το εργαστήριο στην εφαρμογή. Ο Δρ Roberts και η ομάδα του δημιούργησαν μια start-up, την DeakinBio, η οποία διερευνά τρόπους βελτίωσης του StarCrete, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σε επίγεια περιβάλλοντα.
Εάν χρησιμοποιηθεί στη Γη, το StarCrete θα μπορούσε να προσφέρει μια πιο «πράσινη» εναλλακτική λύση στο παραδοσιακό σκυρόδεμα. Το τσιμέντο και το σκυρόδεμα ευθύνονται για περίπου το 8% των παγκόσμιων εκπομπών CO2, καθώς η διαδικασία με την οποία παράγονται απαιτεί πολύ υψηλές θερμοκρασίες καύσης και τεράστιες ποσότητες ενέργειας.Το StarCrete, από την άλλη πλευρά, μπορεί να παρασκευαστεί σε συνηθισμένο φούρνο ή σε φούρνο μικροκυμάτων σε κανονικές θερμοκρασίες «οικιακού ψησίματος», προσφέροντας επομένως μειωμένο ενεργειακό κόστος παραγωγής.
Σε σχετική έρευνα, το 2020 μια ομάδα ερευνητών από τη Νορβηγία, την Ισπανία, την Ολλανδία και την Ιταλία, σε συνεργασία με τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA), διαπίστωσαν παρομοίως ότι η ουρία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως πλαστικοποιητής στις κατασκευές από σκυρόδεμα, ανοίγοντας τη δυνατότητα για φθηνότερη κατασκευή βάσεων στη Σελήνη μελλοντικά από τα ούρα των αστροναυτών που παραμένουν εκεί.
Η ερευνητική εργασία δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Open Engineering.
Πηγή: Ε&Τ
