العلماء يطورون خرسانة كونية StarCrete لبناء موائل على المريخ والقمر
تسمى StarCrete ، وتتميز المادة بقوة 72 ميجاباسكال (MPa) ، بينما تبلغ قوة الخرسانة العادية 32 ميجا باسكال.
بعد مرور أكثر من 50 عامًا على ظهور أول قدم بشرية على سطح القمر ، تستعد البشرية لاتخاذ الخطوات الكبيرة التالية في استكشاف الفضاء. القمر ، وفي النهاية المريخ ، سيكونان الوجهات الأولى للاستيطان البشري .
قام العلماء باختبار مواد مختلفة لبناء مثل هذه الموائل على سطح المريخ. يأتي الابتكار في هذا المجال من العلماء في جامعة مانشستر. ذكر بيان صحفي أنهم طوروا "خرسانة كونية" جديدة تتكون من غبار خارج كوكب الأرض .
نظرًا لعدم إمكانية العودة السريعة إلى الأرض خلال مهمات الفضاء السحيق هذه ، فمن المهم الاعتماد على المواد التي يمكن العثور عليها على الفور. سيكون تصدير مواد البنية التحتية من الأرض باهظ التكلفة بالنسبة لوكالات الفضاء.
خرسانة الفضاء الجديد أقوى من الخرسانة العادية
تُعرف المادة الجديدة باسم "StarCrete". بالإضافة إلى الغبار خارج الأرض ، فهو يتكون من نشا البطاطس والملح.
عند مزجه مع غبار المريخ المحاكى ، أظهر الفريق أن نشا البطاطس يعمل كعامل ربط لهذه الخرسانة. كانت المادة الناتجة أقوى بمرتين من الخرسانة العادية ويمكن استخدامها للبناء على العوالم الخارجية.
تشير الدراسة إلى أن StarCrete تتمتع بقوة 72 ميجاباسكالس (MPa) ، في حين أن الخرسانة العادية لديها قوة 32 ميجا باسكال. عند اختبارها باستخدام غبار القمر ، تفوقت StarCrete على جميع الأجهزة الأخرى عند 91 ميجا باسكال.
وفقًا للحسابات ، يحتوي كيس بطاطس يبلغ وزنه 55 رطلاً (25 كجم) على ما يكفي من النشا لإنتاج ما يقرب من نصف طن من StarCrete - 213 طوبة. ووجدوا أيضًا أن الملح الشائع (كلوريد المغنيسيوم الموجود على سطح المريخ) ودموع رواد الفضاء يمكن أن تساعد بشكل أكبر في تحسين قوة هذه المادة.
في السابق ، قام الفريق باختبار دم وبول الإنسان كعامل ربط ؛ ومع ذلك ، فإن هذا غير عملي للعمل على نطاق واسع ، وقد تتعرض صحة رواد الفضاء للخطر في بيئة فضائية قاسية.
"نظرًا لأننا سننتج النشا كغذاء لرواد الفضاء ، فمن المنطقي النظر إلى ذلك كعامل رابط وليس دم بشري. أيضًا ، لا تزال تقنيات البناء الحالية بحاجة إلى سنوات عديدة من التطوير وتتطلب طاقة كبيرة ومعدات معالجة ثقيلة إضافية والتي جميعها إضافة التكلفة والتعقيد إلى المهمة. لا تحتاج StarCrete إلى أي من هذا ولذا فهي تبسط المهمة وتجعلها أرخص وأكثر جدوى "، كما قال الدكتور Aled Roberts من جامعة مانشستر والباحث الرئيسي لهذا المشروع في إفادة.
علاوة على ذلك ، يمكن أن تكون StarCrete بديلاً أكثر صداقة للبيئة للخرسانة التقليدية المستخدمة على الأرض. يمثل إنتاج الأسمنت والخرسانة حوالي ثمانية بالمائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية. بعد الانتهاء من هذه الدراسة ، سيستمر الفريق في تجربة تعزيز قوة StarCrete للاستخدام في المستقبل.
نُشرت الدراسة في مجلة Open Engineering .
ملخص الدراسة:
هناك حاجة إلى قدرات تقنية قوية ومعقولة التكلفة قبل التمكن من إنشاء وجود بشري مستدام على سطح القمر والمريخ. يتمثل التحدي الرئيسي في إنتاج مواد هيكلية عالية القوة من الموقع الموارد لتوفير موائل واسعة مع الحماية الكافية من الإشعاع. من الناحية المثالية ، سيتم تحقيق إنتاج مثل هذه المواد من خلال عمليات بسيطة نسبيًا منخفضة الطاقة تدعم الأنظمة الهامة الأخرى. هنا ، نوضح استخدام النشا العادي كعامل رابطة للثرى خارج الأرض لإنتاج مادة مركبة حيوية عالية القوة ، تسمى StarCrete. باستخدام هذه التقنية ، يمكن استخدام فائض النشا المنتج كغذاء للسكان في البناء ، ودمج نظامين مهمين وتبسيط الهندسة المعمارية اللازمة للحفاظ على المستعمرات المبكرة خارج كوكب الأرض. بعد التحسين ، حقق القمر والمريخ StarCrete قوة انضغاط تبلغ 91.7 و 72.0 ميجا باسكال ، على التوالي ، وهو ما يقع ضمن مجال الخرسانة عالية القوة (> 42 ميجا باسكال) ويتفوق على معظم الحلول التقنية الأخرى المقترحة على الرغم من كونها عملية منخفضة الطاقة نسبيًا. كانت قوة الانحناء للخرسانة القمرية والمريخية عند 2.1 و 8.4 ميجا باسكال ، على التوالي ، قابلة للمقارنة أيضًا مع الخرسانة العادية
