Марсіанський ґрунт виявилася ідеально пристосована для виготовлення будівельних цегли завдяки присутності в ній наночастинок заліза - просте її "спрессовиваніе" призводить до утворення дуже міцних і непроникних для води і повітря блоків, заявляють учені в статті, опублікованій в журналі Scientific Reports.
В останні роки вчені та інженери НАСА та інших космічних агентств світу активно обговорюють плани з будівництва постійних населених баз на поверхні Місяця і Марса. Головним ключем до забезпечення їх автономності та здешевлення будівництва фахівці НАСА вважають технології тривимірного друку, що дозволяють використовувати воду і місцеві ресурси - грунт, гірські породи і гази з атмосфери - для споруди будівель бази прямо на місці.
Подібні принтери, як показують досліди на борту МКС і на Землі, дозволяють надрукувати майже все необхідне для життя колоністів на Марсі, а також більшу частину інструментів і інших дрібних побутових приладів і "знарядь праці". Як зазначає Брайан Чоу (Brian Chow) з університету Каліфорнії в Ла-Хойя (США), однією з головних проблем при будівництві бази на Марсі чи Місяці буде пошук головного реагенту для всіх будівельних матеріалів - звичайної прісної або навіть солоної води.
Грунти Марса, як показують виміри нейтронних детекторів на борту зонда MRO і марсохода Curiosity, фактично не містять води, великі поклади якої зустрічаються тільки в полярних шапках червоної планети, посадку куди здійснити вкрай складно через майже повну відсутність атмосфери у червоної планети. Все це помітно обмежує список зон, де НАСА, Елон Маск або інші "підкорювачі Марса" можуть побудувати базу або перший позаземної місто.
Чоу і його колеги знайшли несподівано просте рішення для цієї проблеми, експериментуючи з аналогами марсіанського ґрунту, виготовлених в лабораторіях Центру космічних польотів НАСА імені Маршалла за даними, зібраними зондами "Вікінг" в 1970 роках і першими марсоходами НАСА на початку нинішнього століття.
Ці "марсіанські" грунту складаються перемелених викидів вулканів на Гавайських островах, наночастинок заліза і деяких інших мінералів, знайдених НАСА на реальному Марсі. Вивчаючи те, що відбувається з цією грунтом при нагріванні до високих температур і стисненні до великих тисків, вчені виявили, що виник матеріал, що наближається по своїй міцності до армованому бетону і обпаленим силікатним цеглин.
Намагаючись зрозуміти, як це сталося, команда Чоу просвітила отримані "цеглини" за допомогою рентгена і вивчила внутрішню структуру молекул, які становлять основу цієї спресованої грунту.
Виявилося, що ключову роль у формуванні майбутніх стройблоков для марсіанської бази грали не високі температури, а наночастинки заліза і тиск. Подальші досліди показали, що просте здавлювання грунту за допомогою преса змушує ці частинки склеїтися один з одним і утворити міцний каркас, порожнечі якого заповнюються зернами піску і перемеленими вулканічними породами.
Як відзначають Чоу і його колеги, якщо марсіанські породи містять в собі аналогічну кількість наночастинок, то тоді проблема "друку" бази буде достатньо простої - для її виготовлення потрібен буде тільки тривимірний принтер, здатний друкувати цеглини з більші структурні елементи. В іншому випадку, майбутні колоністи можуть привезти з собою запаси наночастинок і використовувати їх для виготовлення подібних будматеріалів з грунту.