Plānojot tālāku planētu apciemojumus un vēlāk arī apdzīvošanu, tikt līdz turienei ir tikai viena no problēmām – varbūt pat mazākā. Tikpat labs jautājums ir, ko darīt, kad esam galā? Kā ne tikai īslaicīgi eksistēt, bet nodrošināt komfortablu dzīvošanu, cik nu tas šādā vidē iespējams? Viena no jomām, kas ir ārkārtīgi svarīga sekmīgai Mēness un Marsa apdzīvošanai, ir materiālzinātne. Pētnieki nemitīgi eksperimentē un mēģina rast ilgtspējīgus risinājumus, un pēdējais no tiem nozīmētu regulāru "asinsizliešanu". Labi, labi, precīzāk – ziedošanu, lai neizklausās tik pārspīlēti skarbi.

Nogādāt kravu kosmosā aizvien ir dārgi. Aplēses par izmaksām variē, bet skalā no "dārgi" līdz "megadārgi", nevis no "lēti" līdz "dārgi". Katra papildu kilograma nogādāšana orbītā izmaksā ne mazāk par pusotru tūkstoti, bet parasti vairāk. Un te ir runa tikai par Zemes zemo orbītu, nevis Marsu, uz kuru jālido mēnešiem ilgi. Kā vēsta vietne "Science Alert", 2017. gadā publicētā ziņojumā aplēsts, ka viena ķieģeļa nogādāšana līdz Marsam varētu izmaksāt pat divus miljonus ASV dolāru. Skaidrs, ka būvmateriālu vešana līdzi kuģī ar ārkārtīgi ierobežotu ietilpība nav ilgtspējīgs risinājums. Būvmateriāli, vismaz pašā sākumā, koloniju infrastruktūrai būtu jāražo uz vietas.

Par laimi daļa izejmateriāla uz Mēness un Marsa ir pārpārēm – tas ir regolīts, proti, šo debess ķermeņu virsmas putekļu un lielāku iežu fragmentu virsējais slānis. Taču, lai izgatavotu "kosmosa betonu", ar to vien nepietiek. Pulverveida regolīts kaut kā jāsasaista. Ir labs pamats domāt, ka arī uz Marsa varētu būt atrodams ūdens – tiesa, ne šķidrā veidā, bet gan hidrātos vai Marsa polos, kuriem arī ir ledus "cepures" kā uz Zemes. Taču tas būs ļoti vērtīgs resurss, kas nepieciešams astronautu dzīvības uzturēšanai. Ja iespējams, būvmateriālu ražošanā jāizmanto alternatīvas. "Campus" jau vēstīja par pētījumu, kurā zinātnieki lūkoja, vai uz Mēness mītņu detaļas varētu drukāt ar lielformāta 3D printeriem, izmantojot regolītu, kuram piemaisīta astronautu urīnā esošā urīnviela.

Nu, turpinot lūkoties šajā virzienā, kā izmantot astronautus kā izejmateriālu avotu, zinātnieki tikuši līdz asisns plazmai.

"Zinātnieki šobrīd mēģina attīstīt ilgtspējīgas tehnoloģijas, lai radītu betonam līdzīgus materiālus uz Marsa, taču nekad neesam apstājušies un padomājuši, ka atbilde uz šo problēmu, iespējams, visu laiku burtiski bijusi mums iekšā," spriež Mančestras Universitātes materiālzinātnieks Eileds Robertss.

Attēls: Aled D. Roberts, Dominic R. Whittall et al.


Laboratorijā kombinējot mākslīgi radītu analogu Mēness un Marsa regolītam ar proteīnu, kas atrodams cilvēka plazmā – albumīnu –, tapa materiāls "AstroCrete". Tā nosaukums ir vārdu salikums no "astro" un "concrete" jeb "betons". Tāpat netika atmestas jau iepriekš izmantotas idejas, un vairākos paraugos materiālam pievienota arī urīnviela.

Izrādās, ka rezultāts izturības ziņā neatpaliek no mums ierastā betona. Laboratorijā izstrādātie biokompozītmateriāli spēja izturēt caurmērā tikpat lielu slodzi kā standarta betons, un paraugos, kam pievienota urīnviela, izturība bija pat lielāka nekā parastam betonam. Tāpat tika pētīts, cik labi šim nolūkam noder liellopu plazmā esošais albumīns (ar vīziju par kādreiz uz Marsa iespējamu lopu audzēšanu) tomēr skaidrs, ka pašā sākumā Marsa koloniju mītņu būvniecība būtu uz astronautu-cilvēku pleciem, tostarp arī kā izejmateriālu donoriem.

No regolītam līdzīga materiāla un plazmas izstrādātais "AstroCrete" pirms un pēc pārbaudes hidrauliskajā presē, lai noteiktu materiāla izturību. Attēls: Aled D. Roberts, Dominic R. Whittall et al.


Cik daudz no astronautiem varētu iegūt, un vai ar to būtu gana? Pētnieki aplēsuši, ka divu gadu laikā no sešu astronautu komandas varētu iegūt tik daudz plazmas, cik nepieciešms aptuveni pustonnai "AstroCrete" materiāla. Jeb – divu gadu laikā viena astronoma plazmas ziedojums būtu pietiekams esošās mītnes platības paplašināšanai tik daudz, lai varētu izmitināt šo cilvēku.

Protams, eksperimentāli pārbaudīt, ka šādu materiālu izgatavot ir vienkārši un ka tas ir ļoti izturīgs, vēl ir tikai viena neliela daļa no izzināmā. Šobrīd, piemēram, nav zināms, kā regulāra plazmas nodošana ilgtermiņā var ietekmēt veselību tādā vidē, kāda valda uz Marsa – paaugstinātā radiācijā, uz planētas ar mazāku pievilkšanas spēku un ārkārtīgi mazu atmosfēras blīvumu. Nav zināms, cik daudz plazmas šādā ilgā laika posmā būtu droši iegūt no katra astronauta tā, lai viņš vai viņa saglabātu spēju efektīvi darboties bīstamos apstākļos.

Pētnieki gan uzsver, ka cilvēka plazma kā būvmateriālu sastāvdaļa būtu tikai īstermiņa risinājums kolonijas dibināšanas pašā sākumposmā, bet pēc tam nepieciešamās izejvielas varētu ražot, piemēram, bioreaktoros vai ar citām iekārtām, kad kolonija ir nostabilizējusies un pašas pamatvajadzības ir nodrošinātas.

Pētījumu var lasīt izdevumā "Materials Today Bio".

Seko "Delfi" arī Instagram vai YouTube profilā – pievienojies, lai uzzinātu svarīgāko un interesantāko pirmais!

Publikācijas saturs vai tās jebkāda apjoma daļa ir aizsargāts autortiesību objekts Autortiesību likuma izpratnē, un tā izmantošana bez izdevēja atļaujas ir aizliegta. Vairāk lasi šeit