Кратко
На протяжении веков человечество использует бактерии — в ферментации, сельском хозяйстве, вакцинах и генной инженерии. В ближайшем будущем они могут помочь создавать прочные кирпичи для жилья на поверхности Луны.
Индийская команда разработала способ изготовления крепких кирпичей с помощью бактерий, способных выдерживать экстремальные условия Луны. Главное преимущество — в основе материала лежат ресурсы самой лунной поверхности, то есть применяется концепция In-Situ Resource Utilization (ISRU) NASA.
Решение одной из главных проблем
Одна из ключевых сложностей освоения других планет и спутников — доставка всего необходимого с Земли. По словам Дженнифер Эдмунсон, временного руководителя программы NASA Centennial Challenges, доставка груза на Луну стоит от 1 до 1,12 миллиона долларов за килограмм.
Чтобы снизить эти затраты, NASA активно изучает возможности использования местных ресурсов — на Луне и даже на Марсе. В рамках этой идеи специалисты из Индийского института науки (IISc) и Индийской организации космических исследований (ISRO) создали технологию производства так называемых «космических кирпичей».
Основной материал — лунный грунт, смешанный с мочой (источником мочевины) и гуаровой камедью — натуральным загустителем из бобов гуара, широко выращиваемых в Индии. Камедь добавляется в виде порошка, чтобы повысить прочность и устойчивость смеси.
5 причин, почему база на Луне — необходимость
Лично я болею за название «Лунатик Сити» для первой базы.
Тайный ингредиент
И вот здесь на сцену выходят бактерии Sporosarcina pasteurii. Они взаимодействуют с кальцием и мочевиной в смеси, образуя кристаллы карбоната кальция, которые заполняют трещины в кирпичах по мере их появления. «Через несколько дней инкубации материал проявил высокую прочность и хорошо поддавался обработке», — отмечают авторы исследования.
Этот процесс называют биоцементацией, а восстановление — микроорганизм-индуцированным осаждением карбоната кальция (MICP). Согласно статье в журнале Frontiers, такая бактериальная «ремонтировка» значительно увеличивает срок службы лунных кирпичей.
Любопытно, что моча и эти бактерии уже применялись в космических исследованиях. Например, учёные из Манчестерского университета создали AstroCrete — материал, объединяющий марсианский грунт, мочу и кровь астронавтов. Этот биокомпозит оказался почти таким же прочным, как бетон.
Что касается бактерий, их способности укреплять материалы уже доказаны на Земле. Во время TED Talk Магнус Ларссон рассказал, как бактерии помогают остановить продвижение пустыни Сахара, превращая песок в крепкие дюны. Джинджер Криг Досиер из Американского университета в Шардже создала «биокирпичи» на основе Sporosarcina pasteurii, мочи и песка.
Главная роль Sporosarcina pasteurii — выработка карбоната кальция, идеально подходящего для заделывания трещин в бетоне. При повреждениях материала бактерии стимулируют образование кристаллов, которые заполняют и укрепляют трещины.
В другом исследовании, опубликованном в журнале PLOS, команда проверила Bacillus velezensis — бактерию в десять раз дешевле, которая в лаборатории вырабатывала вдвое больше материала для ремонта трещин.
Сила бобов
Врачи по всему миру советуют принимать кальций для крепких костей. В природе кальций играет схожую роль в минералах. Индийские учёные начали создавать космические кирпичи, используя бактерии, мочевину и кальций. В качестве основы брали имитатор лунного грунта (LSS), богатый кремнием, углеродом, кислородом и алюминием.
Гуаровая камедь, выделяемая из бобов гуара, играет ключевую роль в качестве полимерной добавки. Согласно исследованию, опубликованному в Ceramics International, добавление этой натуральной камеди увеличивает прочность кирпича почти в шесть раз.
«В экспериментах в колбах наблюдалось, что гуаровая камедь ускоряет рост бактерий и активность процесса MICP», — говорится в работе. К тому же полученный материал легко обрабатывать — его можно свободно формовать под нужды строительства.
Достаточно обычного токарного станка, чтобы придать кирпичам нужную форму, что упрощает создание взаимозапирающихся конструкций и уменьшает необходимость в специальных формах. Теперь команда планирует производить крупногабаритные кирпичи и расширять технологию за пределы лабораторий. Следующая задача — повысить прочность кирпичей, чтобы они могли выдерживать лунные «землетрясения». Да, на Луне случается немало сюрпризов, и подлунные толчки — один из них.
Стоит отметить, что та же группа разрабатывает похожую бактериями управляемую технологию производства кирпичей из марсианского грунта. Главная сложность — доставка оборудования для обработки реголита и превращения его в «космические кирпичи». Будем надеяться, что миссия Artemis возродит эпоху освоения Луны и откроет путь к долгосрочным поселениям.
Если вам понравилась эта статья, подпишитесь, чтобы не пропустить еще много полезных статей!
Вы также можете найти наши материалы в:
- Telegram: https://t.me/gergenshin
- Youtube: https://www.youtube.com/@gergenshin
- Яндекс Дзен: https://dzen.ru/gergen
- Официальный сайт: https://www-genshin.ru
