الطوب "الدموي"... أفضل مادة بناء على المريخ

© NASA/JPL-Caltechكوكب المريخ أثناء شروق الشمس
كوكب المريخ أثناء شروق الشمس - سبوتنيك عربي, 1920, 15.11.2021
تابعنا عبرTelegram
يجري بالفعل تطوير مشاريع الاستيطان على سطح القمر، التالي على الخط هو المريخ، لكن توصيل أي شيء إلى هناك مكلف وصعب تقنيًا. لذلك، يفكر العلماء في خيارات مختلفة لإنتاج الغذاء والوقود والطاقة ومواد البناء من المواد الخام المحلية، بما في ذلك نفايات المستعمرين.
المريخ ليس له غلاف جوي كثيف ومجال مغناطيسي، سيحتاج المستوطنون الأوائل إلى مأوى آمن لحماية أنفسهم من الإشعاع الكوني والإشعاع الشمسي والنيازك الدقيقة. بالإضافة إلى ذلك، تحتدم العواصف الرملية على المريخ وقد تتجاوز سرعة الرياح مئة كيلومتر في الساعة. المادة الوحيدة التي يمكن من خلالها بناء شيء ما هي صخور سطحية فضفاضة، الثرى المريخي.
هناك حاجة أيضًا إلى مثبت، وهو رابط يمنح قوة للمادة. في الوقت نفسه، يجب أن تكون المواد الخام من البلاستيك - وهذا هو مطلب تكنولوجيا المواد المضافة.
يعتبر المثبت عادة إما إسمنت غير عضوي، والذي يمكن الحصول عليه من الماء الموجود في جليد المريخ، وكذلك ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين في الغلاف الجوي للكوكب الأحمر، أو البوليمرات الاصطناعية مثل حرير العنكبوت أو بروتين الألبومين الموجود في دم الماشية.
تستخدم المواد الرابطة البيولوجية (راتنجات الأشجار، والكولاجين من الحوافر، والكازين من الجبن، ودم الحيوان) على نطاق واسع لصنع الغراء لآلاف السنين. تم اختراع المواد اللاصقة التركيبية القائمة على البترول - وفقًا للمعايير التاريخية - مؤخرًا.
غالبًا ما كان يتم إضافة دم الحيوان إلى مواد البناء في العصور الوسطى. في القرن التاسع عشر، تم الحصول على شجرة Bois durci، عن طريق خلط نشارة الخشب بدم الثور، وهي شجرة صلبة، في فرنسا. عند التسخين إلى 150-200 درجة مئوية تحت الضغط، تمت إزالة الرطوبة الزائدة من الخليط. في الوقت نفسه، تم دمج جزيئات الألبومين في سلاسل قليلة القسيمات وتخللت الكتلة بأكملها، مما يمنحها قوة غير عادية. تم استخدام الخشب المقسى في صنع العناصر الداخلية الصغيرة وعناصر ديكور الأثاث وإطارات الصور. لكل كيلوغرام واحد من هذا "الخشب" كان مطلوب فقط حوالي 130 ملليلترا من الدم. في الواقع، كانت أول مادة من المركبات الحيوية.
في بداية القرن العشرين، أنتجت الشركة الأمريكية Haskell Manufacturing haskelite - خشب رقائقي مُلصق بغراء مسعور يعتمد على الألبومين البقري. تم استخدامه لصنع هياكل الطائرات والقوارب والجسور العائمة، وكذلك عناصر هياكل المباني.
أكثر من مرة، كانت هناك أفكار لاستخدام الدم الذي يتم تصريفه من المسالخ، والذي عادة ما يتم التخلص منه أو حرقه، في إنتاج اللبنات، التي تم منح براءات الاختراع لها. لكن كل هذه الاختراعات ظلت مجهولة - فالآجر "الدموي" باهظ الثمن.
من الواضح أنه لا توجد خطط لجلب الأبقار إلى الكوكب الأحمر. لذلك، بدلاً من الأبقار، سيتعين استخدام الألبومين البشري. من خلال مزج المواد السائبة، مثل الثرى القمري أو المريخي، مع البروتين من دم الإنسان، حصل العلماء البريطانيون على مركب حيوي ليس أدنى من الخرسانة. أطلقوا عليها اسم AstroCrete.
تم إنشاء خيارين - للقمر والمريخ، بتركيز الألبومين 15 و37.5 في المئة على التوالي. تتراوح مقاومة الانضغاط من 19.5 إلى 25 ميغا باسكال، كما هو الحال في الخرسانة العادية، وفي حالة إضافة اليوريا، تصل إلى 39.7.
الألبومين هو البروتين الأكثر وفرة في دم الإنسان. في البلازما - 40-45 غرامًا لكل لتر، يتم تجديدها بمعدل 12-25 غرامًا يوميًا. وفقًا للحسابات، فإن لترًا من الدم يكفي لـ 300 غرام من الخرسانة المركبة. إذا تبرع كل رائد فضاء بالدم مرتين في الأسبوع، فسيؤدي ذلك إلى إنتاج حوالي 2.5 كيلوغرام من المركب شهريًا. في غضون 72 أسبوعًا، يمكن بناء غرفة لمستعمر آخر.
مع هذه التكنولوجيا، ليست هناك حاجة إلى المفاعلات الحيوية والمعدات اللازمة لإنتاج البوليمرات الاصطناعية، وبالتالي فإن استهلاك الطاقة والمياه والوقت أقل. من المهم ألا يعتمد الإنتاج على الإمدادات من الأرض. شريطة أن تعمل أنظمة دعم الحياة الأخرى بشكل طبيعي، ستكون المستعمرة قادرة على توسيع مساحة المعيشة بشكل مستقل أو استعادة ما تم تدميره.
يعتبر حرير العنكبوت بديلاً للألبومين البشري. أساس شبكة العنكبوت هو نفس البروتين الذي تنسج منه دودة القز الشرانق - الفيبروين. خصائص التصاقه ليست أسوأ من خصائص الألبومين، كما أن الجزيئات تكون قوية أيضًا بسبب روابط الهيدروجين.
تم إرسال العناكب إلى الفضاء أكثر من مرة. أظهرت تجربة حديثة - عنكبوتان مختلفا الجنس من نوع Trichonephila clavipes على محطة الفضاء الدولية لمدة شهرين - أنهما نسجوا شبكة دون مشاكل في انعدام الجاذبية.
ومع ذلك، فإن خيار العنكبوت أكثر صعوبة. إنهم بحاجة إلى غرف منفصلة - فسيحة بما يكفي حتى لا تتداخل مع بعضها البعض. يجب أن يتم الاعتناء بهم وتغذيتهم برقات الذباب. أيضًا، على عكس ديدان القز، يصعب تكاثر العناكب. كل شيء يذهب إلى حقيقة أنه من الضروري إنشاء نظائر اصطناعية من حرير العنكبوت على أساس البروتينات المؤتلفة.
في مستوطنة المريخ، يمكن نظريًا تصنيع المواد الخام في مفاعل حيوي، يمكن أيضًا تصنيع الوقود الحيوي، والمواد الكيميائية، والأدوية، والأغذية، ومعالجة النفايات البشرية. لكن حتى الآن لا توجد مثل هذه المواقف العالمية، ومن الواضح أن المستوطنين الأوائل سيضطرون إلى الاعتماد بشكل أساسي على قواتهم ومواردهم المحلية.
شريط الأخبار
0
للمشاركة في المناقشة
قم بتسجيل الدخول أو تسجيل
loader
المحادثات
Заголовок открываемого материала