Zrównoważone cegły kosmiczne do budowy podobnych do murowanych konstrukcji na Marsie

Ludzie są ciekawi odkrywania głębokich tajemnic wszechświata. Ta ciekawość będzie wymagała rozwoju osiedli pozaziemskich, w tym budowy tymczasowych struktur i obserwatoriów dla organizacji kosmicznych na całym świecie.

Mars i Księżyc były preferowane do takich osiedli, ponieważ oba są tak blisko Ziemi i zostały zidentyfikowane jako bezprecedensowe źródła materiałów przetwarzalnych, takich jak obfitość drobnej gleby na ich powierzchni, zwanej regolitem.

Aby eksploracja kosmosu była opłacalna i zrównoważona, tymczasowe struktury i obserwatoria muszą być budowane z tego, co jest dostępne Na miejscu Surowce na Księżycu/Marsie. w Strona Wykorzystanie zasobów (ISRU) odnosi się do każdego procesu, który zachęca do przetwarzania istniejących zasobów lokalnych podczas eksploracji siedlisk pozaziemskich w celu zmniejszenia zależności od materiałów towarzyszących z Ziemi.

Biorąc pod uwagę znaczenie i rosnące zainteresowanie pozaziemskimi osiedlami ludzkimi, konieczne jest zbadanie różnych innych sposobów konstruowania księżycowych/marsjańskich struktur regolitu, które mają charakter wykonalny, ekonomiczny i praktyczny.

W niedawnym badaniu we współpracy z Indyjską Organizacją Badań Kosmicznych (ISRO) zespół naukowców z Indyjskiego Instytutu Nauki (IISc) opracował zrównoważoną metodę wytwarzania cegieł z marsjańskiej gleby przy użyciu bakterii i mocznika. „Cegły kosmiczne” mogłyby zostać wykorzystane do budowy podobnych do murowanych struktur na Marsie, które mogłyby ułatwić osadnictwo ludzkie na Czerwonej Planecie. Sposób wytwarzania cegieł przestrzennych został określony w opracowaniu opublikowanym w: PLUS JEDEN.

Podstawowym wyzwaniem w tym przedsięwzięciu jest zintegrowanie niezwiązanych cząstek mikroregolitu w strukturę o wysokiej integralności mechanicznej. W tym celu omawiamy tutaj metodę odlewania do wytwarzania struktur podobnych do cegieł przy użyciu naśladowców regolitu i procesu biomineralizacji zwanego wytrącaniem kalcytu indukowanym przez mikroorganizmy (MICP). Studium cytatów.

Funkcje badania

Najpierw gnojowicę tworzy się przez zmieszanie (symulowanej) gleby marsjańskiej z gumą guar, bakterią zwaną Sporosarcina pasteuiimocznik i chlorek niklu (NiCl2). Taką zawiesinę można rozlewać do foremek o dowolnym kształcie, a bakterie w ciągu kilku dni zamieniają mocznik w kryształki węglanu wapnia. Kryształy te, wraz z biopolimerami wydzielanymi przez drobnoustroje, działają jak spoiwo spajające cząstki gleby.

READ  Seria muralów w rzeczywistości rozszerzonej jest hołdem dla kobiet, kosmosu i nauki
Zrównoważona cegła kosmiczna Zdjęcie: Nitin Gupta, doktorant, Wydział Inżynierii Mechanicznej, IIS

Zaletą tej metody jest niska porowatość cegły, która była problemem w przypadku innych metod stosowanych do wprowadzania gruntu marsjańskiego do form. mówi Alok Kumar, profesor nadzwyczajny na Wydziale Inżynierii Mechanicznej IIS i jeden ze starszych autorów artykułu.

„Nasze badanie pokazuje znaczny wzrost wytrzymałości na ściskanie powstałych zwartych struktur ceglanych w symulacjach zarówno marsjańskiego, jak i księżycowego regolitu”. Studium cytatów.

W pracy przedstawiono również metodę odlewania, która może być idealna do wykonywania konstrukcji o różnych kształtach oraz cegieł o stałej wytrzymałości. Naturalny polimer (guma guar) jako dodatek i odpowiednie stężenie NiCl2 Ma tendencję do przyspieszania całego procesu MICP, przyczyniając się w ten sposób do zwiększenia wytrzymałości cegieł kosmicznych.

Grupa badawcza pracowała wcześniej nad wytwarzaniem cegieł z (symulowanej) gleby księżycowej przy użyciu podobnej metody. Jednak poprzednią metodą można było wytwarzać tylko cegły cylindryczne, podczas gdy obecna metoda odlewania zaprawy może również wytwarzać cegły o skomplikowanych kształtach.

Metoda odlewania szlamowego została opracowana z pomocą Koushika Viswanathana, adiunkta na Wydziale Inżynierii Mechanicznej IISc, którego laboratorium pracuje nad zaawansowanymi procesami produkcyjnymi. Ponadto rozszerzenie tej metody na glebę marsjańską okazało się wyzwaniem.

Gleba Marsa zawiera dużo żelaza, które powoduje zatrucie organizmów żywych. Początkowo bakterie w ogóle nie rosły. Dodanie chlorku niklu było kluczowym krokiem w uczynieniu gleby odpowiednią dla bakterii” – wyjaśnia Kumar.

Grupa planuje zbadać wpływ atmosfery Marsa i niskiej grawitacji na wytrzymałość kosmicznych klocków. Atmosfera Marsa jest 100 razy cieńsza niż Ziemia i zawiera ponad 95% dwutlenku węgla, co może mieć ogromny wpływ na rozwój bakterii. Naukowcy zbudowali urządzenie o nazwie MARS (Martian Atmosphere Simulation), które składa się z komory odtwarzającej warunki atmosferyczne panujące na Marsie w laboratorium.

Zespół opracował również urządzenie typu lab-on-a-chip, które ma mierzyć aktywność bakterii w warunkach mikrograwitacji. „Urządzenie jest opracowywane z naszym zamiarem prowadzenia eksperymentów w warunkach mikrograwitacji w najbliższej przyszłości”, wyjaśnia Rashmi Dikshit, członek DBT-BioCARe w IISc i pierwszy autor badania. Z pomocą ISRO zespół planuje wysłać takie urządzenia w kosmos, aby zbadać wpływ niskiej grawitacji na wzrost bakterii.

READ  „Przestrzeń dla wszystkich”: klub nocny w Toronto świętuje 30. rocznicę

„Jestem bardzo podekscytowany, że tak wielu badaczy na całym świecie myśli o kolonizacji innych planet” – mówi Kumar. „Może to nie nastąpić szybko, ale ludzie aktywnie nad tym pracują”.

Wspomniane w badaniu podejście biologiczne wraz ze skalowalną metodą odlewania w kierunku produkcji cegieł przedstawia bardzo obiecującą i zrównoważoną potencjalną drogę. Na miejscu Wykorzystanie elementów konstrukcyjnych w siedliskach pozaziemskich.

odniesienie do magazynu

  1. Rashmi Dikszit, Nitin Gupta, Arjun Dai, Kaushik Viswanathan, Alok Kumar; Indukowane przez mikroby osadzanie się kalcytu może wzmocnić symulację marsjańskiego i księżycowego regolitu. PLUS JEDEN DOI: 10.1371 / czasopismo.pone.0266415

Elise Haynes

„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Back to top