Щоб вижити, першим людям, які досягли Марса, відразу ж знадобиться безпечне та надійне місце для облаштування бази. Однак будівництво на сусідній із Землею планеті — завдання набагато складніше, ніж зведення споруд у рідних умовах. Поверхня Марса - це практично безповітряний простір, що зазнає постійного радіаційного опромінення, де температура регулярно опускається до -81 градусів за Фаренгейтом (близько -63 градусів за Цельсієм).
Однак, на Землі існує процес, що створює умови, схожі з марсіанськими: сублімаційне сушіння (ліофілізація). На думку дослідників з Гонконзького університету науки й технологій, той же метод, що використовується для збереження продуктів, що швидко псуються, може лягти в основу створення міцних і навіть придатних для вторинного перероблення будинків, надрукованих на 3D-принтері прямо на Марсі. Секретні інгредієнти? Звичайний желатин та дріжджі. Детальний опис цього інноваційного підходу наведено в дослідженні, опублікованому в журналі Chem Circularity.
"Мене надихнули сублімовані фрукти, які стають твердими. Я запитав: чи не можна використовувати цю властивість для створення будівельних матеріалів?" - розповів Цзішень Цю (Jishen Qiu), співавтор дослідження та інженер-будівельник.
Склад матеріалів простий: пісок та сполучна речовина. Оскільки для скріплення дрібних частинок породи потрібен особливий клейкий склад, команда Цю розробила суміш із желатину та спеціально модифікованих у лабораторії дріжджів. При змішуванні клітини дріжджів покриваються адгезивними білками, подібними до тих, що використовують мідії для закріплення на камінні під водою. Отримана маса видавлюється через сопло 3D-принтера в середу з вкрай низькою температурою та зниженим тиском; там вона твердне, тому що вода миттєво замерзає і переходить із твердого стану в пару (сублімує). У результаті виходить легкий пористий матеріал, що нагадує пінопласт, але при цьому має високу міцність.
"Цей матеріал досить міцний, щоб звести одну або двоповерхову будівлю на Землі, де гравітація втричі сильніша, ніж на Марсі", — пояснив Цю. "Отже, з нього можна легко побудувати багатоповерховий будинок і на Марсі."
Цю та його колеги розуміють, що перш ніж переходити до будівництва цілих марсіанських поселень, потрібно почати з малого. Поки що їх прототипи куполів розміром не більше винної пробки, але за межі міцності на стиск вони зіставні з бетоном низьких марок.
Інженери вже багато років експериментують з конструкціями, надрукованими на 3D-принтері для використання на Місяці та Марсі, проте багато з цих методів потребують енерговитратних процесів, таких як плавлення гірських порід або місячного реголіту. Подібні методи зазвичай вимагають значних витрат енергії, що може обмежувати їхню практичну цінність. Технологія Цю вимагає порівняно мало енергії, хоча він і визнає: поки неясно, чи дріжджі зможуть вижити в умовах Марса. Проте попередні результати роботи команди — це перспективний крок до створення простих, ефективних і надійних споруд за межами Землі. До того ж із дріжджами зручно працювати методом проб та помилок.
"Поки живий хоча б один дріжджовий організм, їх можна виростити заново", - додав Цю.
