

如果人类真的能够建造 火星上的第一批永久性建筑,他们可能需要 用火星风化层制成的砖块——但建筑材料也可能需要宇航员自身的血液和其他体液。
负责建立永久性火星基地的探险者们也 需要进行战略性打包。运载他们前往地球近邻的火箭上,空间将非常宝贵,任务的成本和燃料需求会随着货物的增加而同步增加。因此,最早的宇航员们需要依靠周围的资源——也就是大量的岩石和泥土。然而,一项已有千年历史的策略,可以帮助他们最大限度地利用其他易得的添加剂。
古罗马混凝土 以其卓越的弹性和强度,甚至自愈能力而闻名。但石匠们在制砖时经常使用其他关键成分:血液和尿液。了解这一点后,伊朗哈拉兹米大学的一个研究团队最近使用 火星上发现的各种沉积物组合 以及其他易得的成分,混合并测试了多种潜在的建筑材料。
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“古罗马人利用有机添加剂,包括动物血液,主要是为了提高砂浆的耐久性和可加工性,”他们在后续发表在《Acta Astronautica》杂志上的一项研究中写道。“虽然有点奇怪,但血液可以用来为火星的现场施工制造坚固的混凝土或砖块。”
根据火星地区的差异,火星土壤含有适合多种混凝土类型的化学成分。在整理了过去火星着陆器和轨道飞行器收集的地质数据后,该团队确定了未来宇航员的 11 种潜在混凝土选择。其中包括地质聚合物和镁硅酸盐混合物。然后,他们使用 3D 打印机制造了模拟建筑材料样本,进行了应力测试,并记录了结果。
根据该团队的说法,硫基混凝土很可能是火星上建筑最可靠的初始材料。但研究人员也提出,另一种更出人意料的材料可能是 AstroCrete,这是罗马混凝土的一种现代形式,其中含有额外的、来源于人体的成分。
“生产过程很简单。骨料(火星风化层)通过接触人类血清白蛋白 (HAS),一种存在于血浆中的蛋白质而结合在一起,”他们写道。
该团队推测,一名宇航员大约需要 72 周才能生产出足够量的 AstroCrete,用于建造一个单人居住的住所。为了提高 AstroCrete 的抗压强度和塑性,同时降低其脆性,研究作者提出了另一种可能的添加剂——从汗水、眼泪和尿液中提取的尿素。AstroCrete 的另一个主要优点是它不需要水就可以混合,这在火星几乎完全干旱的条件下尤其有用。
研究人员强调,任务工程师和宇航员在规划火星基地时,需要考虑的因素远不止硫基混凝土或 AstroCrete。许多其他挑战,如火星暴露在紫外线辐射下、致命的气候、低重力和缺乏水,都可能阻碍人类在那里永久居住。因此,作者解释说,成功“取决于低成本和实用解决方案的发展”,其中包括“利用就地资源的现场建造被视为最有前途的方法”。这些资源可能包括首批火星访客的血液、汗水和眼泪。