Biokomposite von Mars und Mond. (Universität Manchester) Die Häuser, auf denen wir bauen Mars Und der Mond Möglicherweise ist es am Ende etwas weniger hygienisch als die Gebäude, in denen wir hier auf der Erde leben.
Eine neue Reihe von Experimenten hat zur erfolgreichen Herstellung von Beton geführt, der eines Tages in Kolonien außerhalb der Welt verwendet werden könnte. Dabei wurde eine Kombination aus simuliertem Regolith vom Mars oder vom Mond, einem im menschlichen Blut vorkommenden Protein und einer im Menschen vorkommenden Verbindung verwendet Urin, Schweiß und Tränen.
Diese Biokompositmaterialien sind noch stärker als normaler Beton und würden sich für den Bau von Gebäuden auf anderen Welten eignen – wenn man Astronauten dazu bringen könnte, sich freiwillig als Blutbeutel zu engagieren.
Dennoch zeigt es, dass Baumaterialien an den letzten Orten zu finden sind, an denen man vielleicht suchen würde, wenn man kreativ denken kann.
Es ist keine neue Idee – Tierblut war es im Mittelalter zum Binden von Mörtel verwendet – aber es ist keine Lösung, die man im Weltraumzeitalter erwarten würde. Neu oder nicht, es könnte helfen, ein großes Problem bei der Gründung von Kolonien außerhalb der Welt zu lösen – die enormen Kosten.
„Wissenschaftler haben versucht, praktikable Technologien zur Herstellung betonähnlicher Materialien auf der Marsoberfläche zu entwickeln, aber wir haben nie darüber nachgedacht, dass die Antwort die ganze Zeit in uns stecken könnte.“ sagte Materialingenieur Aled Roberts der University of Manchester im Vereinigten Königreich.
Biokomposite von Mars und Mond. (Universität Manchester)
Wenn wir endlich menschliche Siedlungen außerhalb der Erde errichten, müssen wir etwas kreativ sein. Jedes Gramm einer Raketennutzlast zählt.
Nach neuesten Daten kostet es mindestens 1.500 US-Dollar für jedes Kilogramm, das in einen Raketenstart investiert wird, ganz zu schweigen davon, dass man es tatsächlich dorthin bringt. Ein Bericht aus dem Jahr 2017 ergab, dass es kosten könnte bis zu 2 Millionen US-Dollar um einen einzelnen Ziegelstein zum Mars zu transportieren.
Wenn wir also Gebäude aus Materialien errichten können, die bereits vorhanden sind, bedeutet das eine enorme Entlastung – im wahrsten Sinne des Wortes.
Es wurden Experimente mit Regolithsimulanzien durchgeführt Mond Und Mars (das ist die oberste Schmutz- und Schuttschicht auf der Oberfläche dieser Welten), was zeigt, dass diese Regolithe brauchbare Baumaterialien sein können. Aber man muss sie noch zusammenkleben, und hier könnte der menschliche Körper ins Spiel kommen.
Letztes Jahr, ein internationales Team von Wissenschaftlern fanden heraus, dass eine Verbindung im menschlichen Urin namens Harnstoff dazu beiträgt, Beton plastifiziert zu machen, ihn weniger spröde und flexibler zu machen, was letztendlich zu einem härteren Material führt, das mechanischen Belastungen besser standhält. Roberts und sein Team sind noch einen Schritt weiter gegangen.
Ihr Material namens AstroCrete verwendet ein Protein namens Albumin, das im menschlichen Blutplasma vorkommt, um den Beton zusammenzubinden. Mithilfe einer einfachen Herstellungstechnik verwendete das Team menschliches Serumalbumin, um außerirdische Regolith-Biokomposite herzustellen.
Diese Materialien hatten Druckfestigkeiten von bis zu 25 Megapascal, vergleichbar mit den Festigkeiten zwischen 20 und 32 Megapascal, die man hier auf der Erde in gewöhnlichem Beton findet. Durch die Zugabe von Harnstoff wurde das Material noch beeindruckender und die Druckfestigkeit von AstroCrete stieg auf bis zu 39,7 Megapascal.
3D-gedruckter Mars AstroCrete. (Universität Manchester)
Auch synthetische Spinnenseide und Rinderserumalbumin, die beide irgendwann auf dem Mars verfügbar sein könnten, wurden getestet und könnten ebenfalls funktionieren. Laut der Arbeit des Teams würde der anfängliche Vorrat an Blutproteinen jedoch von Astronauten gewonnen werden.
„Im Wesentlichen könnte menschliches Serumalbumin, das von Astronauten in vivo produziert wird, auf halbkontinuierlicher Basis extrahiert und mit Mond- oder Mars-Regolith kombiniert werden, um „Stein aus Blut zu gewinnen“, um das Sprichwort neu zu formulieren.“ schrieben die Forscher .
Über einen Zeitraum von zwei Jahren konnten sechs Menschen genug Albumin spenden, um 500 Kilogramm AstroCrete zu bauen. Die Berechnungen der Forscher ergaben, dass der Beitrag jedes Besatzungsmitglieds genügend Baumaterial liefern würde, um den Lebensraum für die Unterbringung dieser Person zu erweitern.
Es besteht jedoch noch großer Forschungsbedarf. Wir kennen die langfristigen gesundheitlichen Auswirkungen einer kontinuierlichen Plasmaspende in einer Umgebung mit geringer Schwerkraft und hoher Strahlung nicht. Wir wissen auch nicht, wie viel Plasma einer einzelnen Person nachhaltig entnommen werden kann und wie sich dies auf das Müdigkeitsniveau auswirken könnte.
Allerdings handelt es sich möglicherweise nur um eine kurzfristige Lösung. Sobald die Basis eingerichtet ist, besteht möglicherweise kein Bedarf mehr an Spenden.
„Wir glauben, dass außerirdische Regolith-Biokomposite aus menschlichem Serumalbumin möglicherweise eine bedeutende Rolle in einer entstehenden Marskolonie spielen könnten.“ schrieben die Forscher , „wird aber irgendwann durch vielseitige Bioreaktoren oder andere Technologien ersetzt, wenn sie ausgereift sind.“
Puh.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Materialien heute Bio .