|
Строительство на Марсе - это шаг вперед
|
|
|
|
Заселение Марса долгое время было футуристической фантазией, подпитываемой научной фантастикой. Однако успешные посадки на землю за последние полвека сделали эту, казалось бы, надуманную идею все более правдоподобной.
|
|
|
|
Ученым необходимо выяснить, как строить сооружения за миллионы миль от Земли. Запуск ракет с огромным количеством полезных строительных материалов в космос нецелесообразен и не по карману. Поступайте в Техасский университет A&M. Доктор Конгруи Грейс Джин.
|
|
|
|
Джин и ее коллеги из Университета Небраски в Линкольне в течение многих лет работали над биопроизводством искусственных живых материалов и разработали синтетическую систему из лишайников, которая может создавать строительные материалы без вмешательства извне.
|
|
|
|
Их последнее исследование, опубликованное в журнале Manufacturing Science and Engineering, применяет это исследование к автономному строительству сооружений на Марсе с использованием реголита планеты, который включает в себя пыль, песок и камни.
|
|
|
|
Это изобретение может революционизировать внеземное строительство, позволяя возводить сооружения в самых сложных условиях с ограниченными ресурсами.
|
|
|
|
|
|
|
"Мы можем создать искусственное сообщество, имитируя природные лишайники", - объясняет Джин. "Мы разработали способ получения синтетических лишайников для создания биоматериалов, которые склеивают частицы марсианского реголита в структуры. Затем, с помощью 3D-печати, можно изготавливать широкий спектр конструкций, таких как здания, бытовую технику и мебель".
|
|
|
|
Другие исследовали различные методы склеивания частиц марсианского реголита, в том числе на основе магния, серы и создания геополимеров. Однако все эти методы требуют существенной помощи человека и, следовательно, неосуществимы из-за очевидной нехватки рабочей силы на Марсе.
|
|
|
|
Другим подходом была технология саморастения, основанная на микробах. Были разработаны различные конструкции, такие как бактериальная биоминерализация для связывания частиц песка в кирпичную кладку, уреолитические бактерии для стимулирования производства карбоната кальция для изготовления кирпичей и исследование НАСА использования грибкового мицелия в качестве связующего вещества.
|
|
|
|
Хотя технология саморастения, основанная на микробах, является очень многообещающей, нынешняя практика не является полностью автономной, поскольку используемые микробы ограничены одним видом или штаммом, поэтому для их выживания требуется непрерывное поступление питательных веществ, а это означает, что требуется вмешательство извне. Опять же, нехватка рабочей силы на Марсе усложняет эту задачу.
|
|
|
|
Чтобы решить эту проблему, команда Джина разработала полностью автономную технологию саморастения, создав искусственное сообщество, использующее преимущества нескольких видов. Эта система устраняет необходимость в поставках питательных веществ извне.
|
|
|
|
В конструкции используются гетеротрофные нитевидные грибы в качестве производителей связующего материала, поскольку они могут выделять большое количество биоминералов и выживают в суровых условиях гораздо лучше, чем гетеротрофные бактерии. Эти грибы объединяются с фотоавтотрофными диазотрофными цианобактериями для создания синтетической системы лишайников.
|
|
|
|
Как это работает? Диазотрофные цианобактерии улавливают углекислый газ и азот из атмосферы и преобразуют их в кислород и органические питательные вещества, что способствует выживанию и росту нитчатых грибов и увеличивает концентрацию карбонат-ионов за счет фотосинтеза.
|
|
|
|
Нитевидные грибы связывают ионы металлов на клеточных стенках грибов и служат местом зарождения биоминералов, а также способствуют росту цианобактерий, обеспечивая их водой, минералами и углекислым газом. Оба компонента содержат биополимеры, которые усиливают адгезию и сцепление марсианского реголита и осажденных частиц, образуя единое целое.
|
|
|
|
Система работает только с имитатором марсианского реголита, воздухом, светом и неорганической жидкой средой. Другими словами, рабочая сила не требуется.
|
|
|
|
"Потенциал этой саморазвивающейся технологии в долгосрочном исследовании и колонизации внеземных цивилизаций значителен", - утверждает Джин.
|
|
|
|
Следующим этапом проекта, который уже реализуется, является создание чернил regolith для печати биоструктур с использованием технологии 3D-печати методом прямого письма чернилами.
|
|
|
|
Источник
|
