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。
曼徹斯特大學的科學家們已經開發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。
其中的一項研究發表在《今日材料生物》雜志上,該研究將人類血液中的蛋白質與尿液、汗液或眼淚中的化合物相結合,模擬月球或火星土壤比普通混凝土更能粘合。生產堅固的材料,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。
科學家們在發表的文章中說,人類血清白蛋白是血漿中的一種常見蛋白質,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,科學家們發現,加入尿素(一種人體通過尿液、汗液和眼淚產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的Aled Roberts博士說,這項新技術比其他在月球和火星上提出的其他技術有顯著的優勢。
他說:“科學家們試圖開發出可行的技術,在火星表面生產出類似混凝土的材料,但我們懷疑答案一直在我們身上”。
科學家們計算出,在為期兩年的火星表面任務中,一個由六名宇航員組成的小組可以生產出500公斤以上的高強度天文混凝土。
當用作沙袋或熱熔表土磚砂漿時,每個機組成員產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,并在每次后續任務中提供住房。
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可能已經找到了基于中世紀技術靈感的解決方案。”。
科學家們研究了所涉及的機制,最終確定了 HSA 蛋白質在與外星模擬物混合時會變性,以將材料結合在一起的方式“凝結”。
羅伯茨博士解釋說:“這個概念簡直令人毛骨悚然。”。