Команда науковців із Гонконгського університету науки і технологій та Гонконгського політехнічного університету запропонувала новий спосіб створення будівельних матеріалів для спорудження житла на Марсі. Дослідження опубліковано в журналі Chem Circularity.

Замість традиційного випалювання марсіанського ґрунту при температурі понад 1000 градусів Цельсія, що потребує значних енергетичних витрат, інженери запропонували використовувати суміш із піску, желатину та живих дріжджів. Затвердіння матеріалу відбувається завдяки екстремально низьким температурам Марса, через процес сублімації. За словами інженера-будівельника Джішена Цю, ідея виникла завдяки спостереженню за сублімованими фруктами, які стають твердими після видалення вологи.

Основу матеріалу складає звичайний пісок, а клейку структуру забезпечують желатин і генетично модифіковані дріжджі Saccharomyces cerevisiae. Дріжджі отримали здатність виробляти білки, подібні до тих, якими мідії кріпляться до скель. Під час виготовлення суміш нагрівають до 37°C, а потім різко охолоджують до -30°C при тиску 0,01 атмосфери. Вода в матеріалі миттєво випаровується, утворюючи пористу, але міцну структуру з порожнинами близько 5 мікрометрів. Це дозволяє зменшити вагу конструкції без втрати міцності.

Завдяки білкам дріжджів міцність матеріалу на стиск зросла на 170% порівняно з аналогами без біологічних компонентів. Під час випробувань матеріал досягав міцності на стиск у 12 мегапаскалів і міцності на вигин у 6 мегапаскалів. За словами Джішена Цю, цього достатньо для будівництва одно- або двоповерхових будівель на Землі, а на Марсі, де гравітація втричі менша, можна зводити й багатоповерхові споруди.

Головна перевага нового матеріалу — мінімальне енергоспоживання: для виготовлення одного кубічного метра потрібно лише 0,02–0,12 гігаджоулів енергії, що в десятки разів менше, ніж при випалюванні породи. Сонячна батарея, яка витратила б кілька днів на спікання ґрунту, дозволяє виготовити цей матеріал менш ніж за годину. Крім того, блоки можна переробляти: після чотирьох циклів подрібнення, розчинення желатину й повторного заморожування матеріал зберігав міцність на рівні 11,8 мегапаскалів, а дріжджі залишалися живими. Дослідники підкреслюють, що навіть одна жива клітина дозволяє відновити дріжджі для наступного будівництва.

"Цього насправді достатньо для будівництва одно- або двоповерхової будівлі на Землі, де гравітація втричі вища за марсіанську. Тож на Марсі з цього матеріалу можна легко зводити багатоповерхові будинки", — зазначив Джішен Цю.

Попри успіхи, технологія має обмеження. Для виготовлення одного кубічного метра матеріалу потрібно доставити із Землі близько 20 кілограмів інгредієнтів, зокрема желатин. Крім того, дослідження проводили на звичайному піску, а не на справжньому марсіанському реголіті, солі якого можуть бути токсичними для мікроорганізмів. У майбутньому команда планує перевірити стійкість дріжджів до космічної радіації та провести випробування в умовах зниженої гравітації.