Ученые из Сингапурского университета технологии и дизайна обнаружили, что органический полимерный хитин, содержащийся в экзоскелетах насекомых и ракообразных, можно легко превратить в строительный материал для марсианской колонии. Об этом они рассказали в статье, опубликованной в журнале PLOS One 16 сентября. «Изначально технология была разработана для создания безотходных экосистем в городской среде, — отметил один из авторов работы Хавьер Фернандес. — Но, благодаря своей результативности, это также наиболее эффективный и масштабируемый метод производства материалов в замкнутой искусственной экосистеме в чрезвычайно редкой среде безжизненной планеты или спутника».
Космические державы — Россия, Китай и США — вместе с партнерами уже не раз заявляли о планах построить постоянную базу на Луне. Так, NASA обещало сделать это в 2028 году, а РФ и КНР провели переговоры о совместной реализации такого проекта. Следующим этапом может быть Марс. В обоих случаях придется решать множество сложных вопросов. И один из них — доставка стройматериалов. Транспортировка с Земли будет непомерно дорогой: в 2018-м компания SpaceX оценивала доставку килограмма груза на Марс в 6,5–15,5 тыс. долларов, и это был довольно оптимистичный прогноз.
Обычно в качестве местного компонента стройматериалов на Марсе рассматривают реголит — это песок и пыль, которые покрывают планету. Однако для того, чтобы превратить его в бетон, нужно много воды, а ее запасы на Марсе ограничены. Сингапурские специалисты отмечают, что существующие на сегодня способы строительства могут потребовать специального оборудования и большого количества энергетических затрат, но на помощь может прийти хитин. По словам Хавьера Фернандеса, насекомые могут параллельно стать как источником белка для обитателей колонии, так и хитина — для стройматериалов.
Во время экспериментов исследователи получали из креветок соединение хитозан и растворяли его в уксусной кислоте — побочном продукте аэробной и анаэробной ферментации, а после смешивали с минеральным эквивалентом марсианской почвы, чтобы создать хитиновый строительный материал. Для проверки его свойств ученые создавали из него различные предметы, а первым делом они сделали и протестировали гаечный ключ. По мнению экспертов, он оказался достаточно крепким для выполнения небольших повседневных задач.
Затем с помощью 3D-принтера команда исследователей придала материалу различные геометрические формы, начиная от цилиндров и кубов и заканчивая объектами округлой и угловатой формы. В итоге же они построили полную 3D-модель возможного дизайна марсианской среды обитания. Исследователи пришли к выводу, что эти результаты продемонстрировали осуществимость таких «безотходных» решений с замкнутым циклом на Марсе.
Производство с использованием биоинспирированных и экологически чистых материалов — это технология, не заменяющая синтетические полимеры, а создающая новую парадигму производства и позволяющая делать вещи, недоступные синтетическим аналогам, — отметил Фернандес. — Мы продемонстрировали, что они являются ключевыми не только для нашего экологичного развития на Земле, но и для одного из следующих крупнейших достижений человечества — превращения в межпланетный вид.
