Materiały alternatywne: kosmiczny beton

Alternatywne materiały, takie jak kosmiczny beton, stały się obszarem zainteresowania eksploracji i kolonizacji kosmosu . Koncepcja kosmicznego betonu polega na wykorzystaniu lokalnie dostępnych materiałów na Księżycu czy Marsie, takich jak regolit, i połączeniu go ze środkiem wiążącym w celu stworzenia mocnego i lekkiego materiału konstrukcyjnego. Ten pomysł może zmniejszyć koszty i wyzwania logistyczne związane z transportem materiałów budowlanych z Ziemi. Chociaż beton kosmiczny jest nadal eksperymentalny, reprezentuje innowacyjne podejście do zrównoważonego i opłacalnego budownictwa kosmicznego.

Kosmiczny beton jest mocniejszy niż zwykły beton

Naukowcy z University of Manchester stworzyli nowy materiał konstrukcyjny używany do budowy domów na Marsie z pozaziemskiego pyłu, skrobi ziemniaczanej i szczypty soli. Obecnie budowanie infrastruktury w kosmosie jest stosunkowo niedrogie i trudne do zrealizowania. Przyszła budowa kosmosu będzie wymagała niedrogich, łatwo dostępnych materiałów dla astronautów. Naukowiec stojący za wynalazkiem stworzył materiał dwukrotnie mocniejszy od zwykłego betonu i idealnie nadający się do prac budowlanych pozaziemskich środowisk wykorzystujących symulowaną glebę marsjańską zmieszaną ze skrobią ziemniaczaną i ziarnem soli kuchennej. Zespół badawczy wykazał w czasopiśmie Open Engineering, że zwykła skrobia ziemniaczana może działać jako spoiwo po zmieszaniu z symulowanym pyłem marsjańskim, tworząc materiał przypominający beton. Wytrzymałość na ściskanie kosmicznego betonu, który poddano testom, wyniosła 72 megapaskale (MPa), czyli ponad dwukrotnie więcej niż wytrzymałość zwykłego betonu, który wynosił 32 MPa. Jest znacznie potężniejszy, gdy powstaje z Moondust, mierząc ponad 91 MPa. Badania rozwijają wcześniejsze prace tego samego zespołu, który wykorzystywał krew i mocz astronautów jako środek wiążący. Jednocześnie uzyskany materiał jest lepszy niż zwykły beton, który ma wytrzymałość na ściskanie około 40 MPa. Wadą procesu było regularne zapotrzebowanie na krew.

Laboratorium do aplikacji

„Ponieważ będziemy produkować skrobię jako pożywienie dla astronautów, sensowne było spojrzenie na nią jako czynnik, a nie ludzką krew. Ponadto obecne technologie budowlane nadal wymagają wielu lat rozwoju i wymagają znacznej energii oraz dodatkowego ciężkiego sprzętu przetwarzającego, co zwiększa koszty i złożoność misji. Starcrete nie potrzebuje tego, więc upraszcza misję i czyni ją tańszą i bardziej wykonalną”. Dr Aled Roberts

Kolejnym etapem tego projektu jest przełożenie kosmicznego betonu z laboratorium na zastosowanie. DeakinBio, firma typu start-up założona przez dr Robertsa i jego zespół, również poszukuje metod lepszego wykorzystania kosmicznego betonu na Ziemi.

Metoda produkcji

Metoda produkcji kosmicznego betonu jest wciąż badana i rozwijana. Mimo to ogólny pomysł polega na wykorzystaniu materiałów pozyskiwanych lokalnie na Księżycu lub Marsie i połączeniu ich ze środkiem wiążącym w celu stworzenia solidnego, lekkiego materiału konstrukcyjnego. Regolit na Księżycu i Marsie składa się głównie ze skał, pyłu i gleby, a jego skład może się różnić w zależności od konkretnej lokalizacji. Regolit musi najpierw zostać zebrany i przetworzony, aby usunąć wszelkie zanieczyszczenia lub lotne składniki, aby stworzyć kosmiczny beton. Następnym krokiem byłoby zmieszanie przetworzonego regolitu ze środkiem wiążącym, takim jak polimer lub inny związek chemiczny, w celu utworzenia pasty lub zawiesiny. Tę mieszaninę następnie wylewano lub formowano w pożądany kształt i pozostawiano do stwardnienia, podobnie jak w przypadku tradycyjnego betonu. 

Jak zbudować dom 3-BHK

Dr Aled Roberts i zespół obliczyli, że aby wyprodukować prawie pół tony kosmicznego betonu, worek (25 kg) odwodnionych ziemniaków (chipsów) zawiera ilość skrobi odpowiadającą ponad 213 cegieł. Dla porównania, do zbudowania domu z 3 sypialniami potrzeba około 7500 cegieł. Ustalili też, że chlorek magnezu, czyli sól kuchenna pozyskiwana z powierzchni Marsa lub łez astronautów, może posłużyć do wzmocnienia kosmicznego betonu.

Kosmiczny beton na ziemi

Komiksowy beton, jeśli jest używany na ziemi, może stanowić bardziej ekologiczną alternatywę dla tradycyjnego betonu. Ze względu na bardzo wysokie temperatury wypalania i wymagania energetyczne związane z produkcją cementu i betonu, materiały te przyczyniają się do około 8% światowej emisji CO2. Z kolei beton Cosmoc można wytworzyć w zwykłym piekarniku lub kuchence mikrofalowej w średnich temperaturach domowego wypieku, zmniejszając w ten sposób koszty energii potrzebnej do produkcji.

 

Więcej na: scitechdaily.com/cosmic-concrete-made-from-extra-terrestrial-dust-is-twice-as-strong-as-regular-concrete/