Первой миссией человека на красную планету, вероятно, станет полет НАСА, запланированный на 2030-й год. Это будет краткосрочная миссия.
Поиск новых видов строительных материалов
Если человек захочет постоянно жить на Марсе, то ему придется научиться находить на этой планете материалы, которые можно использовать для создания растущей колонии.
«Когда начнется колонизация Марса людьми, нужно будет найти местные строительные материалы, так как будет невозможно отправлять все с Земли», — говорит профессор Юй Цяо, научный сотрудник по материалам, работающий в Калифорнийском университете в Сан-Диего (Сан-UCSD). С таким положением согласна и команда ученых, которая опубликовала эту тему в журнале Scientific Public Research.
Цяо работает над разработкой ключевого компонента новой цивилизации, который мы считаем само собой разумеющимся на нашей планете. Он пытается найти способы легкого изготовления кирпичей, которые будут использоваться в качестве основы при строительстве на Марсе. Ученый нашел уникальный метод, который мог бы выполнить эту задачу на удивление легко. Он предполагает использование всего лишь одного ингредиента.
«Если вы посмотрите на Землю и вдумаетесь в то, как зародилась цивилизация, то все начиналось с создания грязевых домов. Поэтому я полагаю, что использование этого материала вполне оправдано, по крайней мере, на ранних стадиях колонизации Марса, если мы сможем превратить марсианскую почву в строительные блоки», — сообщил ученый изданию How Stuff Works.
Реголит как основа строительного материала
Почва Марса известна как реголит. Он содержит чистый лед, воду и углекислый газ. Это очень тонкий, ржавый материал, покрывающий всю планету. Его мельчайшие зерна, созданные воздействием эонов метеоритных ударов, создают знаменитые дюнные поля Марса. Они взрываются высоко в атмосфере, создавая глобальные пылевые бури.
Хотя реголит рассматривался как потенциальный кирпичный строительный материал, предположение ученых заключалось в том, что его нужно было бы смешать с химическим составом на основе полимера, чтобы связать свободный материал с твердым блоком. При смешении компонентов получатся глиняные кирпичи, которые могут быть запечены в печи до приобретения твердости.
Положительные характеристики материала
Ученые исследовали положительные характеристики кирпичей и обнаружили, что даже без арматуры они сильнее стального железобетона. Изначально ученые полагали, что строительство этих кирпичей будет энергоемким — скорее всего, потребуется ядерная печь, которую можно изготовить на Земле. Однако Цяо обнаружил, что использование печи не обязательно.
Поскольку в настоящее время у нас нет реального реголита Марса для экспериментов, Цяо и его команда использовали имитатор — материал, разработанный НАСА, который по своему химическому составу близок составу реголита. Цяо понял, что для создания кирпичей Марса потребуется полимерный связующий агент. Но в ходе исследований он обнаружил нечто странное.
Ученые начали с использования 6 % связующего вещества, предназначенного для имитатора почвы Марса. Он проявил отличные характеристики. Тогда они уменьшили его до 4 %, а затем до 1 %, и он все еще сохранял свои свойства. Цяо обнаружил что-то странное в составе самого реголита: при оказании давления на образец, материал начинал соединяться без добавления полимерного связующего.
«Именно тогда мы поняли, что в самом симуляционном материале есть что-то принципиально интересное, — сказал Цяо с некоторым волнением. — Мы полагаем, что связующий эффект вызван оксидом железа. Это и есть причина, по которой Марс выглядит красноватым».
Конечно, Цяо не уверен, как будет реагировать реальный реголит Марса, пока люди физически не отправятся на планету или не привезут образец на Землю.
Выпуск первых образцов
В настоящее время команда Цяо выпускает только небольшие образцы материала, но эти испытания доказали, что материал очень прочный, сильнее, чем железобетон. Следующим шагом является попытка создания более крупных кирпичей. И если они будут произведены с использованием этого метода, а реальный реголит Марса свяжется аналогично тому, как прогнозируют эти эксперименты, то будущая колонизация Марса предполагает некоторые довольно интересные варианты строительства.
Будущие поселения на Марсе могут быть оснащены автоматическим средством сбора реголита, который будет забирать сыпучий материал и сжимать кирпичи, подобно комбайну, прессующему тюки сена на полях.
Цяо утверждает: «Таким образом можно создавать крупномасштабные структуры посредством производства не кирпичей, а присадок. Это будет похоже на трехмерную печать».
Что касается присоединения к первым колонистам для наблюдения за построением новых кирпичных структур на планете, Цяо по этому поводу уверенности не выказывает. «Я не думаю, что выживу в этой поездке, но я был бы очень рад стать кирпичом для храбрых людей, которые будут осваивать Марс», — говорит он.
