Ю Цяо (Yu Qiao), профессор структурной инженерии в Калифорнийском университете в Сан-Диего, в составе группы инженеров, разработал способ превратить красную землю планеты в кирпичи, не используя нагрев и дополнительные ингредиенты. Вместо этого достаточно лишь уплотнить грунт, подвергнув почву давлению, эквивалентному удару молотком. Результаты исследования особенно интересны в контексте закона, подписанного президентом США в марте 2017 года, в соответствии с которым НАСА направит пилотируемую миссию на Марс в 2033 году. Разработка описана в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.
Предложения использовать марсианский грунт для создания мест обитания для пилотируемых миссий на планете уже звучали. Но это первое, требующее от строителей минимальных ресурсов. Предыдущие планы включали печи на ядерном топливе или использования сложных химических процессов, чтобы превратить органические соединения, найденные на Марсе, в связывающие полимеры.
Изначально инженеры UC San Diego пытались сократить количество полимеров, необходимых для формирования кирпичей из марсианской почвы, но в процессе разработки обнаружили, что полимеры и вовсе не нужны. Чтобы сделать кирпичи из грунта, имитирующего почву Марса, без добавок и без нагрева материала, необходимы два ключевых шага. Во-первых, нужно поместить имитант — «марсианскую почву» — в гибкий контейнер, в данном случае в резиновую трубку. Во-вторых, нужно уплотнить ее при достаточно высоком давлении — примерно эквивалентном тому, как если бы уронить четырехкилограммовый молот с высоты одного метра. В результате получаются небольшие круглые грунтовые пластины, два-три сантиметра высотой, которые потом можно разрезать, чтобы получить кирпичи привычной формы.
Инженеры считают, что оксид железа, который придает марсианской почве ее характерный красноватый оттенок, действует как связующее вещество. Они исследовали структуру имитатора с помощью различных инструментов сканирования и обнаружили, что крошечные частицы железа покрывают более крупные скалистые базальтовые частицы имитанта. У частиц железа чистые и плоские грани, которые легко сцепляются друг с другом под давлением. Исследование прочности кирпича показало, даже без арматуры они прочнее железобетонных конструкций.
По мнению разработчиков, этот метод может быть совместим с производством добавок. Чтобы возвести структуру, астронавты могут выложить слой грунта, уплотнить его, затем положить сверху еще один слой, тоже уплотнить его, и т.д. Следующим логическим шагом будет увеличение размера кирпичей.
[Фотография: Jacobs School of Engineering/UC San Diego]
