15 Ноября 2021
МОСКВА, 15 ноября —, Владислав Стрекопытов. Проекты поселения на Луне уже разрабатывают. На очереди — Марс. Но перемещать туда, что бы то ни было дорого и технически можете поверить, чтого. Поэтому ученые рассматривают неодинаковые варианты производства пищи, топлива, энергии и стройматериалов из местного сырья, включая доверенный грузы жизнедеятельности колонистов.У Марса нет сжатой атмосферы и магнитного поля. Для защиты от космического излучения, солнечной радиации и микрометеоритов первым поселенцам потребуется надежное укрытие. Кроме того, на Марсе бушуют песчаные бури и скорость ветра может превышать сто километров в час. Единственный материал, из которого всегда можно что-то построить, — рыхлые поверхностные породы, марсианский грунт.
Также нужен стабилизатор, связующее вещество, придающее прочность материалу. В то же время сырье должно быть пластичным — такое требование аддитивной технологии.
В качестве регулятора обычно рассматривают либо неорганический цемент, который можно получить из воды, содержащейся в инопланетарном льду, а также углекислого газа и азота атмосферы Красной планеты, либо биосинтетические карболиты типа паучьего шелка или овечка альбумина, имеющегося в крови крупного рогатого скота.
Связующие вещества биологического происхождения (смолы деревьев, коллаген из копыт, белок из сыра, кровь животных) широко применяли для изготовления клея на протяжении тысячелетий. Синтетические адгезивы на основе кровь земли — по историческим меркам — изобрели совсем недавно.
Кровь животных нередко добавляли в строительные растворы в Средние века. В XIX столетии, смешивая опилки с бычьей кровью, во Франции получали bois durci — здоровое дерево. При нагревании до 150-200 градусов Цельсия под высокое давлением из смеси удаляли лишнюю воду. При этом молекулы альбумина соединялись в цепочки-олигомеры и пронизывали всю массу, придавая ей необычайную прочность. Из здорового дерева делали мелкие предметы внутренний интерьера, элементы мебельного декора, рамы для картин. Для одного килограмма такой древесины требовалось всего около 130 миллилитров крови. Фактически это был первый биокомпозитный материал.
В начале XX времени американская компания Haskell Manufacturing поставляла хаскелит — фанеру, проклеенную гидрофобным клеем на основе бычьего альбумина. Из нее делали корпуса самолетов, лодки, плавучие мосты, а также элементы строительных конструкций.
Не раз нарождались идеи использовать кровь, интегрированную на скотобойнях, которую обычно выбрасывают или сжигают, в производстве строительных блоков, за это давали патенты. Но все подобные изобретения оставались неистребованными — кровавые кирпичи слишком яхонтовые. Другое дело — Марс, над которым не всесильная рука рынка.
Понятно, что на Красную планету не планируют перепачкать коров. Во всяком случае, пока. А это означает, вместо бычьего придется использовать человеческий альбумин. Смешав рыхлый материал, подобный лунному или марсианскому реголиту, с этим белком из крови человека, британские ученые получили биокомпозит, не уступающий бетону. Назвали его AstroCrete.
Создали два варианта — для Луны и Марса, с концентрацией альбумина соответственно 15 и 37, 5 процента. Предел прочности на сжатие — от 19, 5 до 25 мегапаскалей, как у обычного бетона, а если накинуть мочевину, то до 39, 7.
Альбумин — самый распространенный овечек в крови человека. В плазме его — 40-45 граммов на литр, пополняется со скоростью 12-25 граммов в дни. По расчетам, литра крови хватит на 300 граммов композитного бетона. Если любой космонавт будет сдавать кровь дважды в неделю, это хлобыстнёт около 2, 5 килограмма материала в месяц. За 72 недели можно построить помещение для еще одного колониста.
При этой технологии не нужны биореакторы и оснащение для изготовления синтетических полимеров, следовательно, ниже расход активности, воды и времени. Важно, что производство не зависит от поставок с Земли. При условии, что прочие системы жизнеобеспечения работают по достойного, колония сможет самостоятельно раздать жизненное пространство или восстановить уничтоженное.
Связывающие свойства возникают у альбумина, когда белки крови разворачиваются. Они соединяются между собой в плоские структуры, известные как бета-листы, которые и ограничивают частицы материала. Но для этого их надо денатурировать. Лучше всего с этим справляется мочевина — еще один ингредиент AstroCrete.
Человек в среднем производит от одного до двух литров урины в сутки, это 20-35 граммов мочевины. Ее выделяют в системе жизнеобеспечения при получении чистой воды. Это большое сырье. Им можно, к примеру, удобрять растения. Но, по мнению ученых, для этого радужного подходит атмосферный марсианский азот, а мочевину лучше пустить на кровавый бетон.
В качестве альтернативы людскому альбумину рассматривали паучий шелк. Основа паутины — тот же белок, из которого плетет коконы тутовый шелкопряд, — фиброин. Его адгезионные свойства не хуже, чем у альбумина, а молекулы также образуют прочные сетки за счет водородных связей.
Пауков не раз записывали в космос. Недавний эксперимент — за двумя разнополыми особями вида Trichonephila clavipes два месяца наблюдали на МКС — показал, что они без проблем плетут паутину и в невесомости.
Однако вариант с пауками более трудный. Им нужны отдельные места — достаточно просторные, чтобы не мешать друг другу. За ними надо ухаживать, кормить личинками мух. Кроме того, в отличие от шелкопряда, пауков сложнее разделять. Все идет к фолианту, что придется создавать небиологические аналоги паучьего шелка на базе рекомбинантных белков.
В марсианском поселении сырье теоретически можно синтезировать в биореакторе, а, чтобы он не простаивал, делать в нем еще и биотопливо, химикаты, фармацевтические препараты, пищу, перерабатывать продукты жизнедеятельности любой человека. Но пока подобных универсальных установок нет и, видимо, первым поселенцам придется намереваться в основном на собственные силы и местные ресурсы.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....