Кирпичи из марсианского грунта могут быть прочнее железобетона

Кирпичи из марсианского грунта могут быть прочнее железобетона

Ученые по материалам, собранным марсоходами, в настоящее время создали сверхпрочные кирпичи, сделанные из материала, похожего на марсианскую почту, сообщает Newsweek. Кирпичи, которые, по словам исследователей, более прочны, чем железобетон, являются последней попыткой сделать строительные блоки из материалов, легко доступных на Красной планете. Предыдущие попытки требовали обработки марсианской грязи теплом или химическими веществами, но новое исследование, опубликованное сегодня в Scientific Reports , показывает, что простое давление может уплотнить небольшие красные кирпичи, удерживаемые вместе с оксидом железа в почве. Открытие может быть полезным для будущих путешественников на Марсе.

Перспектива города на Марсе, где люди могли бы жить постоянно, лишь немного приблизилась. Ученые обнаружили, что почва на Красной планете может быть использована для того, чтобы сделать строительный материал более прочным, чем железобетон, то есть его можно использовать для строительства первого поселения людей на другой планете.

НАСА надеется отправить первых людей на Марс к 2030-м годам и в настоящее время работает над созданием космического корабля «Орион», который он планирует использовать, чтобы доставить астронавтов на красную планету.

Как только корабль пройдет все испытания на безопасность, астронавты будут отправлены в космос на «Орион», в самое дальнее путешествие, которое когда-либо ранее было у человечества.

НАСА надеется в конечном итоге построить исследовательский и операционный «форпост» на поверхности, но доставка материалов, необходимых для постройки постоянных сооружений на Марс, будет дорогостоящей, особенно если их придется доставлять с Земли.

В исследовании, опубликованном в Scientific Reports , исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего показали, как соединение, очень похожее на почву, найденную на Марсе, можно использовать для создания чрезвычайно прочной, плотной породы.

Они смогли сделать это, используя только сжатие, то есть, например, не было бы необходимости в энергоемких технологиях производства с использованием тепла или химикатов.

Исследование, финансируемое НАСА, следует за законопроектом президента Дональда Трампа, предписывающим космическому агентству выполнять пилотируемые полеты на Марс в 2033 году. «Исследование ближайшего будущего на Марсе означает технологию космического строительства», пишут авторы. «Постоянное поселение людей на Марсе требует инфраструктуры для поддержания среды обитания и жизни. Постоянное снабжение конструкционными материалами является неотъемлемой частью этих усилий».

В исследовании команда использовала марсианский имитатор почвы, названный Марс-1а, химический состав которого очень похож на земной, найденный на планете, и использовался учеными в прошлом для изготовления кирпичей. Однако, все предыдущие попытки включали сложную химию, требующую полимеров, которые связывали почву вместе.

Первоначально ведущий автор Ю. Цяо и его коллеги пытались сократить количество полимеров, необходимых для создания кирпича из марсианской почвы. Эксперименты в конечном итоге показали, что они вообще не нужны.

Исследователи заключили Марс-1а в резиновую трубку, а затем уплотнили его под высоким давлением - для небольшого образца (менее миллиметра) сжатия, эквивалентного удару молотка, было достаточно, чтобы превратить его в плотную скалу.

Полученный продукт имел прочность, превышающую типичный железобетон. Дальнейшие исследования показали, как именно сжатие превратило почву в камень. Оксид железа в виде наночастиц, общий для марсианской почвы, действует как связующий агент.

«Марсианские среды обитания идеально построены с использованием только локально доступных почв; однако существующие попытки обработки конструкционных материалов на Марсе, как правило, требуют добавок или прокаливания», - говорится в исследовании. «В этой работе мы демонстрируем, что марсианский имитатор грунта Mars-1a может быть непосредственно сжат при температуре окружающей среды в прочное твердое вещество без добавок, что подчеркивает возможный аспект полного использования марсианского in-situ ресурса».

Сейчас ученые планируют использовать метод для создания более крупных кирпичей. Если дальнейшие эксперименты окажутся успешными, они говорят, что метод может быть использован для построения структуры на Марсе путем уплотнения слоя почвы, затем размещения другого слоя сверху и уплотнения этого - и продолжения этого процесса, пока структура не будет завершена.

«Люди, которые отправятся на Марс, будут невероятно смелыми», - сказал Цяо в заявлении. «Они будут пионерами. И для меня было бы честью быть их кирпичом».

Источник информации новостной раздел сайта Massachusetts Institute of Techn