Мысль о колонизации далеких планет – и прежде всего Марса – витает в воздухе практически с самого начала космической эры. И сегодня в разных странах ученые разрабатывают новые материалы, которые могут использоваться для строительства космических баз на Красной планете.
Исследование, проведенное Синьцзянским техническим институтом физики и химии при Китайской академии наук (CAS), показало : вполне возможно создавать прочные и долговечные конструкции непосредственно из содержащегося в марсианском грунте. Если просто, там можно будет наладить «местное производство». В чем суть?
Специалисты смоделировали марсианскую почву. Используя земной базальт, химический и минеральный состав которого схож с марсианской почвой, команде удалось получить волокна путем полного плавления при температуре 1360°C и прядения, что подтверждает возможность производства композитных материалов, армированных волокнами, для использования в строительстве марсианской инфраструктуры.
Самым удивительным результатом исследования китайских ученых стало подтверждение того, что волокна, полученные из смоделированной марсианской почвы, обладают оптимальными механическими свойствами для использования в армированных композитных материалах. В процессе плавления и прядения было замечено: более низкие скорости прядения позволяют создать более плотную атомную структуру в волокнах. Отсюда – повышенная стойкость к внешним повреждениям.
Подобная технология позволит значительно сократить необходимость доставки на Марс материалов с Земли. Однако, по словам ученых, безусловно возникнет ряд проблем. К примеру, влияние низкой гравитации и инертной атмосферы на свойства волокон, а также разработка и интеграция оборудования для прядения волокон.
Вообще идея использования материалов, найденных на Марсе, для строительства человеческих поселений не нова. Например, НАСА вложило значительные средства в разработку технологий 3D-печати, позволяющих использовать марсианский реголит в качестве сырья для строительства среды обитания.
Одним из таких проектов является Mars Ice House – концепция, предусматривающая использование льда на Марсе в качестве строительного материала, используя его изоляционные и защитные свойства от космической радиации . Аналогичным образом Европейское космическое агентство (ESA) провело исследование лунного реголита, который по своим характеристикам схож с марсианским, для строительства лунных баз методом 3D-печати.
Кстати, недавно в одном из западных научных журналов рассказывалось об исследованиях ученых Манчестерского университета: они создали новый материал, названный StarCrete, который также гипотетически может быть использован для строительства домов на Марсе. Ученые использовали искусственную марсианскую почву, смешанную с… картофельным крахмалом и щепоткой соли. Оказывается, картофельный крахмал выступает связующим веществом при смешивании с марсианской пылью для получения материала, подобного бетону.
В ходе испытаний StarCrete показал прочность при сжатии в 72 мегапаскаля (МПа), что более чем вдвое превышает прочность обычного бетона в 32 МПа. А StarCrete, сделанный из лунной пыли, был еще крепче и превышал 91 МПа.