Од крви и прашине: Невероватне идеје за космичку изградњу

Пројекти насељавања Месеца већ се разрађују, а на реду је — Марс. Али скупо је и технички сложено било шта доставити на Црвену планету.

Зато научници разматрају разне варијанте производње хране, горива, енергије и грађевинског материја од локалне сировине, укључујући и оно што настане као производ животне активности колониста.

Акценат на локалне материјале

Марс нема густу атмосферу и магнетно поље. Првим досељеницима ће бити потребно сигурно склониште да би се заштитили од космичког зрачења, сунчеве радијације и микрометеорита. Осим тога, на Марсу бесне пешчане олује а брзина ветра може да буде већа и од сто километара на сат. Једини материјал, од којег се нешто може изградити су растресите површинске стене, тачније Марсов реголит.

Потребан је и стабилизатор — везивна супстанца која даје чврстину материјалу. Истовремено, сировина мора бити пластична и то је један од захтева технологије адитива.

Као стабилизатор се обично узима у обзир неоргански цемент који се може добити из воде која се налази у леду Марса, или угљендиоксид и азот који су у атмосфери Црвене планете, или пак биосинтетички полимери попут паукове мреже или протеина албумина који се налазе у крви рогате стоке.

Корист од животињске крви

Везивне супстанце биолошког порекла (смоле дрвета, колаген из копита, казеин из сира, животињска крв) хиљадама година широко су се користили за прављење лепка. Синтетички лепкови на бази нафте су према историјским стандардима скорашњи проналазак.

Животињска крв се још у Средњем веку често додавала у малтер.

У 19. веку у Француској је, мешањем опиљака и крви бика, добијено кувано дрво. Приликом загревања до температуре од 150-200 степени Целзијуса, из смеше се под притиском уклања вишак влаге. У том процесу молекули албимуна везују се у олигомерне ланце и продиру кроз целу масу, дајући јој изузетну чврстину. Кувано дрво је коришћено за израду малих предмета за ентеријер, елемената за декорацију намештаја и оквира за слике. За један килограм оваквог „дрвета“ било је потребно само око 130 милилитара крви. У ствари, то је био први биокомпозитни материјал.

Почетком 20.века, америчка компанија „Haskell Manufacturing“ производила је хаскелит-шперплочу лепљену хидрофобним лепком на бази говеђег албумина. Коришћена је за израду трупова авиона, чамаца, плутајућих мостова, као и елемената грађевинских конструкција.

Више пута су се јављале идеје да се животињска крв из кланица, која се обично баца или спаљује, употреби у производњи грађевинских блокова, за то су издавани патенти. Ипак, сви слични изуми нису имали прође — јер су „крваве“ цигле превише скупе. Друга ствар је, међутим, Марс где нису на снази закони тржишта.

Бетон од крви астронаута

Јасно је да нико не планира да доведе краве на Марс. За сада је тако. То значи да ће, уместо говеђег, морати да се користи људски албумин. Мешањем растреситог материјала, сличног месечевом или марсовском реголиту, британски научници су са овим протеином из људске крви добили биокомпозит који не заостаје за бетоном. Назвали су га „AstroCrete“.

Направили су две варијанте — за Месец и за Марс са концентрацијом албумина од 15 односно од 37,5 одсто. Граница издржљивости на притисак је од 19,5 до 25 мегапаскала, као и код обичног бетона, а уколико се још дода уреја, онда ће износити 39,7.

Албумин је најзаступљенији протеин у људској крви. У плазми га има 40-45 грама по литру, а дневно се дода још12-25 грама. Према прорачунима, литра крви је довољна за 300 грама композитног бетона. Ако сваки астронаут даје крв два пута недељно, то ће дати око 2,5 килограма композита месечно. За 72 недеље може да се изгради простор за још једног досељеника.

За ову технологију нису потребни биореактори, а ни опрема за производњу синтетичких полимера, па је због тога и потрошња енергије, воде и времена доста мања. Важно је да производња не зависи од испорука са Земље. Колонија ће моћи самостално да прошири животни простор или обнови уништени, под условом да други системи за одржавање живота раде нормално.

Моћни додатак

Везивне способности настају у албумину када су протеини у крви повишени. Они се спајају у пљоснате структуре познате под називом бета-листови које управо и држе честице материјала. Али да би се то постигло треба да се обраде, најбоље урејом, што је још једна компонента „AstroCrete“.

У просеку, особа производи једну до две литре урина дневно, што је 20-35 грама урее. Она се ствара у систему за одржавање виталних функција када се добија чиста вода. То је драгоцена сировина. Њоме се, на пример, могу ђубрити биљке. Али по мишљењу научника, за ово је погодан и азот из атмосфере Марса, а уреју је боље искористити за „крвави“ бетон.

Пауци су следећи

Као алтернатива за људске албумине разматра се паучина. Основа паучине је исти протеин од ког се праве чауре свилене бубе — фиброин. Његова својства адхезије нису ништа лошија од албумина, а молекули такође формирају јаке мреже захваљујући водоничним везама.

Пауци су више пута послати у свемир. Недавни експеримент — када су на Међународној космичкој станици посматрали две јединке различитог пола врсте Trichonephila clavipes — показао је да без икаквих проблема пауци плету мреже у нултом степену гравитације.

Међутим, варијанта са пауцима је тежа. За њих су потребни одвојене просторије — доста простране, да не сметају једни другима. Њих треба пазити, хранити их ларвама мува. Осим тога, за разлику од свилене бубе, пауке је теже узгајати. Све се своди на то да ће бити потребно правити синтетичке пандане паучине на бази рекомбинантних протеина.

У насељу на Марсу сировине се теоретски могу синтетисати и у биореактору, а како не би стајао без посла, у њему се може правити још и биогориво, хемикати, фармацеутски препарати, храна, као и деривати од људских отпадних производа. Али за сада не постоје универзалне смернице, па ће први насељеници морати да рачунају у главном на властите снаге и на локалне ресурсе.