Coi bộ quá trình chinh phục Sao Hỏa sẽ rất chông gai.
Những ngôi nhà mà chúng ta tạo ra trên Sao Hỏa và Mặt Trăng có thể trở nên... kém vệ sinh hơn một chút so với những công trình mà chúng ta đang sống trên Trái đất.
Một loạt các thí nghiệm mới đã dẫn đến việc chế tạo thành công loại bê tông mà một ngày nào đó có thể được dùng ở các vùng đất ngoài hành tinh của chúng ta, sử dụng sự kết hợp của lớp đất mô phỏng từ sao Hỏa hoặc Mặt trăng, một loại protein có trong máu người và một hợp chất có trong nước tiểu, mồ hôi và nước mắt của con người.
Những vật liệu tổng hợp sinh học này thậm chí còn cứng hơn bê tông thông thường, và sẽ thích hợp để chế tạo các tòa nhà ngoài hành tinh - nếu bạn có thể yêu cầu các phi hành gia tình nguyện… hiến máu. Tuy nhiên, điều này chứng tỏ rằng vật liệu xây dựng có thể được tìm thấy ở những nơi không thể ngờ đến.
Đó không phải là một ý tưởng mới - máu động vật được sử dụng để kết dính vữa trong thời Trung cổ - nhưng nó không phải là giải pháp mà người ta có thể mong đợi tìm thấy trong Thời đại không gian. Dù mới hay không, nó có thể giúp giải quyết một vấn đề lớn với việc thiết lập các thuộc địa ngoài Trái đất, đó là chi phí.
"Các nhà khoa học đã cố gắng phát triển những công nghệ khả thi để sản xuất vật liệu giống như bê tông trên bề mặt sao Hỏa, nhưng chúng tôi không ngừng nghĩ rằng câu trả lời có thể nằm trong chính chúng ta", kỹ sư vật liệu Aled Roberts của Đại học Manchester cho biết.
Cuối cùng khi chúng ta thiết lập các khu định cư của con người ngoài Trái đất, chúng ta sẽ phải sáng tạo một chút. Sau cùng thì mỗi kg tải trọng trên tên lửa đều có giá trị.
Theo dữ liệu mới nhất, sẽ tiêu tốn ít nhất 1.500 USD cho mỗi kg đi kèm trong một sự kiện phóng tên lửa. Một báo cáo năm 2017 cho thấy chi phí vận chuyển một viên gạch lên sao Hỏa có thể lên tới 2 triệu USD.
Vì vậy, nếu chúng ta có thể xây dựng các tòa nhà từ những vật liệu đã có sẵn, đó sẽ là giảm tải được một gánh nặng rất lớn - theo đúng nghĩa đen.
Các thí nghiệm đã được tiến hành bằng cách sử dụng mô phỏng regolith cho Mặt trăng và sao Hỏa (là lớp bụi bẩn và đá vụn trên cùng trên bề mặt của những nơi này), cho thấy những vật liệu regolith này có thể là vật liệu xây dựng khả thi. Nhưng bạn vẫn cần phải kết dính chúng lại với nhau, và đó là nơi cơ thể con người có thể “đóng góp”.
Năm ngoái, nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra rằng một hợp chất có trong nước tiểu, nước mắt và mồ hôi người được gọi là ure sẽ giúp làm dẻo bê tông, làm cho bê tông ít giòn và dẻo hơn, điều này cuối cùng tạo ra một vật liệu cứng hơn có thể chịu được các áp lực cơ học tốt hơn. Roberts và nhóm của anh ấy đã tiến thêm một bước nữa so với nghiên cứu này.
Vật liệu của họ, được gọi là AstroCrete, sử dụng một loại protein gọi là albumin, được tìm thấy trong huyết tương của con người, để liên kết bê tông với nhau. Sử dụng một kỹ thuật chế tạo đơn giản, nhóm nghiên cứu đã sử dụng albumin huyết thanh người để tạo ra các hợp chất sinh học regolith ngoài Trái đất.
Những vật liệu này có cường độ nén cao tới 25 megapascal, có thể so sánh với cường độ từ 20 đến 32 megapascal được tìm thấy trong bê tông thông thường trên Trái đất. Thêm ure làm cho vật liệu trở nên ấn tượng hơn, tăng cường độ nén của AstroCrete lên đến 39,7 megapascal.
Tơ nhện tổng hợp và albumin huyết thanh bò, cả hai đều có thể có trên sao Hỏa vào một thời điểm nào đó, cũng đã được thử nghiệm và cũng có thể hoạt động. Nhưng nguồn cung cấp protein máu ban đầu sẽ được thu hoạch từ các phi hành gia, theo bài báo của nhóm nghiên cứu.
Các nhà nghiên cứu viết: "Về bản chất, albumin huyết thanh người do các phi hành gia trực tiếp sản xuất có thể được chiết xuất bán liên tục và kết hợp với regolith Mặt Trăng hoặc Sao Hỏa”.
Trong khoảng thời gian hai năm, sáu người có thể quyên góp đủ albumin để tạo ra 500 kg AstroCrete. Tính toán của các nhà nghiên cứu cho thấy, sự đóng góp của mỗi thành viên phi hành đoàn sẽ cung cấp đủ vật liệu xây dựng để mở rộng môi trường sống cho người đó.
Nhưng cần phải có nhiều nghiên cứu sâu hơn. Chúng ta không biết những ảnh hưởng lâu dài đến sức khỏe của việc hiến huyết tương liên tục trong môi trường có trọng lực thấp và bức xạ cao. Chúng ta cũng không biết có thể lấy bao nhiêu huyết tương từ một người một cách bền vững và điều đó có thể ảnh hưởng đến mức độ mệt mỏi như thế nào.
Tuy nhiên, đó có thể chỉ là một giải pháp ngắn hạn. Sau khi cơ sở được thành lập, có thể không cần đóng góp nữa.
Các nhà nghiên cứu viết: "Chúng tôi tin rằng albumin trong huyết thanh của con người có thể đóng vai trò quan trọng trong một thuộc địa mới trên sao Hỏa, nhưng cuối cùng sẽ bị thay thế bởi các lò phản ứng sinh học đa năng hoặc các công nghệ khác khi chúng phát triển hơn”.