Китайские ученые разработали стройматериал для Марса из дрожжей и желатина

Строительство на Марсе осложняет прежде всего доставка материалов. Чтобы возвести даже небольшое укрытие из земного сырья, на планету пришлось бы отправить большой объем тяжелого груза, а это резко увеличивает стоимость миссии. Использовать местный реголит выгоднее, но и здесь есть проблема: чтобы частицы грунта сплавились в прочный материал, их приходится нагревать до 1000 °C. Значит, вместе со строительным оборудованием на Марс потребуется доставить еще и мощные источники энергии.

Реголит, как живая и мертвая вода — польза и вред от лунной пыли

Вместо того чтобы сплавлять частицы грунта при высокой температуре, ученые из Гонконгского университета науки и технологий и Гонконгского политехнического университета предложили смешать песок или другие гранулированные частицы с желатиновым гидрогелем и генетически модифицированными дрожжами. Дрожжи работают как часть связующего: их клетки вырабатывают на поверхности клейкие белки, в том числе белки мидий, с помощью которых те удерживаются на камнях и других поверхностях. Эти белки связывают частицы наполнителя с желатином в единую структуру.

После смешивания состав подвергают сублимационной сушке. При низком давлении вода удаляется, а желатин превращается в пористый каркас, в стенках которого остаются клетки дрожжей. Дрожжи делают пористую структуру более однородной и повышают прочность материала. Лучший образец выдерживал нагрузку на сжатие в 12 МПа — на 170% больше контрольного состава. 

Чтобы проверить, можно ли печатать из смеси в марсианских условиях, исследователи поместили 3D-принтер в камеру с давлением 0,01 атмосферы и температурой −30 °C. Там они напечатали небольшую конструкцию высотой 45 мм и диаметром 30 мм. Материал сохранил форму и затвердел уже внутри камеры.

По расчетам исследователей, энергии солнечных панелей, выработанной менее чем за час, хватит на производство кубометра материала. Чтобы получить такой же объем прочного материала из марсианского реголита, установке пришлось бы работать несколько дней. Смесь можно использовать повторно: готовое изделие измельчают, добавляют воду и немного нагревают, после чего снова формуют. Даже после четырех циклов переработки прочность оставалась на уровне 11,8 МПа.

Полностью отказаться от поставок с Земли пока не получится. На каждый кубометр материала потребуется несколько десятков килограммов привезенных компонентов: 70–80% этой массы составит желатин, остальное — питательные вещества для дрожжей. В будущем исследователи рассчитывают получать их уже на Марсе из метана, углекислого газа и водяного льда.

Иллюстрация Ning Liu