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Convirtiendo el suelo marciano en bloques de construcción para los colonos

Convirtiendo el suelo marciano en bloques de construcción para los colonos

Gran parte de la superficie de Marte está espolvoreada con material de grano fino que oculta el lecho de roca debajo. Este regolito puede ser útil para fabricar ladrillos marcianos para estructuras de construcción. En esta escena, puedes ver la base, excepto donde está cubierta de arena … NASA / JPL-Caltech / Univ. de arizona

Para convertirse verdaderamente en una especie multiplaneta, la humanidad tendrá que aprender a utilizar los recursos locales en el mundo alienígena que elegimos habitar. En el caso de Marte, esto significa construir edificios de ladrillos hechos de materiales marcianos.

La primera misión humana al Planeta Rojo, probablemente el viaje planeado por la NASA en 2030, probablemente será una misión a corto plazo con la mayoría de los componentes de un hábitat temporal construido en la Tierra y enviado a Marte antes de que los astronautas incluso aterricen. Al igual que el desafortunado puesto de avanzada marciano de Mark Watney en “The Martian”, los hábitats cilíndricos creados por la Tierra probablemente serán la primera opción.

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Pero si vamos a vivir permanentemente en Marte, tendremos que aprender a “vivir de la tierra” y encontrar materiales in situ que puedan usarse para construir una colonia en crecimiento.

“Eventualmente, cuando los humanos pueblan Marte, tendremos que encontrar materiales de construcción locales … no se puede enviar todo fuera de la Tierra”, dice el profesor Yu Qiao, un científico de materiales que trabaja en la Universidad de California, San Diego ( UCSD) y parte del equipo que acaba de publicar sobre el tema en los Informes Científicos de acceso abierto.

Qiao está trabajando para desarrollar una parte fundamental de la civilización que damos por sentada aquí en nuestro planeta. Ha estado tratando de encontrar formas de hacer ladrillos fácilmente que se puedan usar como base de construcción en Marte, y ha encontrado un método único que podría hacer esta tarea sorprendentemente fácil con un solo ingrediente.

“Si miras la Tierra y cómo comenzó la civilización, comenzamos a construir casas de adobe … así que creo que tiene sentido, al menos al principio de la colonización de Marte, si podemos convertir el suelo marciano en bloques de construcción”, dijo. Qiao Cómo funcionan las cosas.

El suelo de Marte se conoce como regolito, un material muy delgado de color óxido que cubre todo el planeta. Formados después de eones de impactos de meteoritos, estos pequeños puntos crean los famosos campos de dunas de Marte y son lanzados a la atmósfera, a veces creando tormentas de polvo globales.

Aunque el regolito alguna vez se consideró un potencial material de construcción de ladrillos, se planteó la hipótesis de que debía mezclarse con un químico a base de polímero para unir el material a granel y formar un bloque sólido. Entonces, una vez mezclados, como el agua y la tierra que hacen ladrillos de barro, estos ladrillos de Marte se pueden hornear en un horno para solidificarlos.

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Los investigadores estudiaron la resistencia de los ladrillos y encontraron que, incluso sin refuerzo, son más fuertes que el hormigón armado. Miras una muestra después de haberla probado hasta el punto de fallar.

Brian J. Chow y Yu Qiao

Los científicos inicialmente creyeron que construir estos ladrillos requeriría mucha energía, probablemente requiriendo un horno nuclear, un equipo pesado que tendría que ser desarrollado en la Tierra y lanzado a Marte. Qiao, sin embargo, descubrió que solo tenía que aplicar presión para crear el ladrillo, aproximadamente el equivalente a un martillo de 4,5 kilogramos que cae a unos tres pies. No necesita calefacción ni horno.

Dado que actualmente no tenemos un verdadero regolito marciano con el que experimentar, Qiao y su equipo utilizaron un simulador de Marte, un material desarrollado por la NASA que se aproxima mucho a la composición química conocida y el tamaño de grano del animal real. . Aprovechando sus experiencias con experimentos de regolitos lunares realizados como parte de su trabajo anterior con la NASA, Qiao se dio cuenta de que un aglutinante de polímero no sería muy necesario para crear los ladrillos de Marte. Pero, a través de su investigación, descubrió algo extraño.

“Así que comenzamos con un aglutinante de simulador de suelo marciano al 6%; funcionó muy bien”, dijo Qiao. “Luego lo redujimos al 4%, funcionó de nuevo, luego lo reducimos al 2% … luego al 1% y ¡funcionó de nuevo! Entonces dijimos: “Espera un minuto. Lo que está sucediendo aquí ?

Qiao había descubierto algo extraño sobre el simulador de regolito en sí: al aplicar solo presión a una muestra, el material se derretía por sí solo, ¡sin la adición de aglutinante de polímero!

“Fue entonces cuando nos dimos cuenta de que había algo fundamentalmente interesante en el material de simulación en sí”, dijo Qiao con cierto entusiasmo. “Nosotros creemos [the binding effect] es causado por el óxido de hierro, que es la razón por la que Marte se ve rojizo, y parece ser el aglutinante aquí. “

Obviamente, advierte Qiao, este es un simulador en el que ha estado trabajando. No sabremos si el regolito real en Marte reaccionará de la misma manera hasta que viajemos físicamente a Marte o enviemos una muestra a la Tierra.

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Los investigadores compactaron el simulador de Marte bajo presión en un tubo de goma flexible cilíndrico. Así es como se veía el resultado del experimento antes de cortarlo en ladrillos.

Brian J. Chow y Yu Qiao

Actualmente, el equipo de Qiao ha producido solo pequeñas muestras del material del tamaño de una moneda, pero estas pruebas han demostrado que el material es muy duradero, más fuerte que el hormigón reforzado con acero. La siguiente prueba sería ampliar el experimento para producir muestras más grandes. Y si se pueden hacer ladrillos más grandes usando este método, y si el verdadero relito de Marte se une de la misma manera que predicen estos experimentos, nuestra futura colonia marciana tiene algunas opciones de construcción bastante interesantes.

Imagine que las colonias futuras en Marte podrían tener un vehículo de recolección de regolitos automatizado que recolecta material a granel y lo compacta en ladrillos individuales a medida que se mueve, como una cosechadora que recolecta fardos de heno de un campo.

“La otra dirección es poner los suelos en la estructura capa por capa y compactarlos capa por capa”, explica Qiao. “De esa forma se pueden construir estructuras a gran escala sin hacer ladrillos, una especie de fabricación aditiva”. Sería un poco como la impresión 3D, pero sin una impresora, solo un compactador.

En cuanto a unirse a los primeros colonos de Marte para supervisar las primeras estructuras de ladrillos en Marte, Qiao no está tan seguro.

“¡No estoy seguro de sobrevivir a este viaje!” Pero estaría muy feliz de ser el albañil de esta buena gente ”, dice.

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