將一塊磚運到火星可能要花費100多萬英鎊,而且未來建造火星殖民地的費用似乎太過高。
曼徹斯特大學(xué)的科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出了一種方法來克服這個問題,利用類似于外星塵埃以及宇航員的血液、汗水和眼淚制成的混凝土材料。
其中的一項研究發(fā)表在《今日材料生物》雜志上,該研究將人類血液中的蛋白質(zhì)與尿液、汗液或眼淚中的化合物相結(jié)合,模擬月球或火星土壤比普通混凝土更能粘合。生產(chǎn)堅固的材料,非常適合外星建筑工程。
運送一塊磚到火星的費用估計約為200萬美元。這意味著未來的火星定居者將無法攜帶建筑材料,但需要利用現(xiàn)場可用的資源進行施工。
這被稱為原地資源利用(ISRU),通常則是重于對松散巖石和火星土壤(稱為表土層)以及稀疏水沉積物的利用。
科學(xué)家們在發(fā)表的文章中說,人類血清白蛋白是血漿中的一種常見蛋白質(zhì),可以作為粘合劑,模擬月球和火星上的灰塵,制造出類似混凝土的材料。這表明它可能會起作用。
由此產(chǎn)生的新材料,稱為AstroCrete,具有25兆帕的高抗壓強度,與普通混凝土中的20-32兆帕非常相似。
然而,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),加入尿素(一種人體通過尿液、汗液和眼淚產(chǎn)生和排泄的生物廢物)可以進一步提高抗壓強度300%以上,從而產(chǎn)生性能最佳的材料,壓強度40兆帕,比普通混凝土強度大得多。
參與該項目的曼徹斯特大學(xué)的Aled Roberts博士說,這項新技術(shù)比其他在月球和火星上提出的其他技術(shù)有顯著的優(yōu)勢。
他說:“科學(xué)家們試圖開發(fā)出可行的技術(shù),在火星表面生產(chǎn)出類似混凝土的材料,但我們懷疑答案一直在我們身上”。
科學(xué)家們計算出,在為期兩年的火星表面任務(wù)中,一個由六名宇航員組成的小組可以生產(chǎn)出500公斤以上的高強度天文混凝土。
當(dāng)用作沙袋或熱熔表土磚砂漿時,每個機組成員產(chǎn)生足夠的瀝青混凝土,以擴展其棲息地,以支持更多的宇航員,并在每次后續(xù)任務(wù)中提供住房。
歷史上,動物血液一直被用作砂漿的粘合劑。羅伯茨博士說:“令人興奮的是,太空時代的一項重大挑戰(zhàn)可能已經(jīng)找到了基于中世紀技術(shù)靈感的解決方案?!薄?/p>
科學(xué)家們研究了所涉及的機制,最終確定了 HSA 蛋白質(zhì)在與外星模擬物混合時會變性,以將材料結(jié)合在一起的方式“凝結(jié)”。
羅伯茨博士解釋說:“這個概念簡直令人毛骨悚然?!?。