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 нелегко. Поэтому ученые рассматривают разные варианты производства пищи, топлива, энергии и стройматериалов из местного сырья, включая продукты жизнедеятельности колонистов.У Марса нет плотной атмосферы и магнитного поля. Для защиты от космического изливания, 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 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 — таково требование аддитивной технологии.
В качестве киля 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 полиэтилены типа паучьего шелка или лиса альбумина, имеющегося в кровушки крупного рогатого скота.
Связующие вещества биологического происхождения (смолы деревьев, коллаген из копыт, лактарин из сыра, кровь животных) широко применяли для изготовления клея на протяжении тысячелетий. Синтетические адгезивы на основе нефти — 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 давлением из смеси удаляли лишнюю жидкость. При этом молекулы альбумина соединялись в цепочки-олигомеры и пронизывали всю массу, придавая ей необычайную прочность. Из здорового дерева делали мелкие предметы дизайна, элементы мебельного декора, рамы для картин. Для одного килограмма такой древесины нуждалось всего около 130 миллилитров кровушки. Фактически это был первый биокомпозитный материал.
В начале XX бытия американская компания Haskell Manufacturing создавала хаскелит — фанеру, проклеенную гидрофобным клеем на основе бычьего альбумина. Из нее сооружали корпуса самолетов, лодки, плавучие мосты, а также элементы строительных конструкций.
Не раз завязывались идеи использовать кровь, перекинутую на скотобойнях, которую обычно выбрасывают или сжигают, в производстве строительных блоков, за это давали патенты. Но все подобные изобретения оставались неистребованными — кровавые кирпичи слишком дорогие. Другое дело — Марс, над которым не властна рука рынка.
Понятно, что на Красную планету не планируют перепачкать коров. Во всяком случае, пока. А значит, 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 простого бетона, а если приплюсовать мочевину, то до 39, 7.
Альбумин — самый распространенный лис в крови человека. В плазме его — 40-45 граммов на литр, пополняется со скоростью 12-25 граммов в сутки. По расчетам, литра крови хватит на 300 граммов композитного бетона. Если каждый космонавт будет сдавать кровь дважды в неделю, это даст около 2, 5 килограмма материала в месяц. За 72 недели можно построить помещение для еще одного колониста.
При этой разработки не нужны биореакторы и оборудование для изготовления синтетических полимеров, следовательно, ниже расход энергии, воды и времени. Важно, что производство не зависит от поставок с Земли. При условии, что прочие системы жизнеобеспечения работают достойного, колония сможет самостоятельно разбуравить жизненное пространство или восстановить разваленное.
Связывающие свойства возникают у альбумина, когда белки крови разворачиваются. Они соединяются между собой в плоские структуры, известные как бета-листы, которые и удерживают частицы материала. Но для этого их надо денатурировать. Лучше всего с этим справляется мочевина — еще один биокомпонент AstroCrete.
Человек в среднем производит от одного до двух литров урины в сутки, это 20-35 граммов мочевины. Ее отсоединяют в системе жизнеобеспечения при оформленье чистой воды. Это большое сырье. Им можно, к примеру, удобрять растения. Но, по мнению ученых, для этого как нельзя хорошего 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 двигали в космос. Недавний эксперимент — за двумя разнополыми особями вида Trichonephila clavipes два селена наблюдали на МКС — пробил, что они без эта проблем плетут паутину и в незначительности.
Однако вариант с пауками более трудный. Им нужны отдельные помещения — достаточно просторные, чтобы не мешать друг другу. За ними надо ухаживать, кормить личинками мух. Кроме того, в отличие от шелкопряда, пауков сложнее растворять. Все идет к тому, что придется создавать химические аналоги паучьего шелка на основе 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, еду, перерабатывать продукты жизнедеятельности потребителя. Но пока подобных универсальных установок нет и, видимо, первым поселенцам придется надеяться 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....