science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Ruimtestenen voor maanbewoning

Krediet:Divakar Badal

In wat een belangrijke stap voorwaarts zou kunnen zijn in de verkenning van de ruimte, een team van onderzoekers van het Indian Institute of Science (IISc) en de Indian Space Research Organization (ISRO) heeft een duurzaam proces ontwikkeld om baksteenachtige structuren op de maan te maken. Het exploiteert maangrond, en gebruikt bacteriën en guarbonen om de grond te consolideren tot mogelijke dragende structuren. Deze 'ruimtestenen' zouden uiteindelijk kunnen worden gebruikt om constructies voor bewoning op het maanoppervlak samen te stellen, suggereren de onderzoekers.

"Het is echt spannend omdat het twee verschillende gebieden - biologie en werktuigbouwkunde - samenbrengt, " zegt Aloke Kumar, Universitair Docent bij de faculteit Werktuigbouwkunde, IISc, een van de auteurs van twee recent gepubliceerde onderzoeken in Keramiek Internationaal en PLOS One .

De verkenning van de ruimte is de afgelopen eeuw exponentieel gegroeid. Nu de hulpbronnen van de aarde snel afnemen, wetenschappers hebben hun inspanningen om de maan en mogelijk andere planeten te bewonen alleen maar geïntensiveerd.

De kosten van het verzenden van een pond materiaal naar de ruimte zijn ongeveer $ 10, 000. Het proces dat is ontwikkeld door het IISc- en ISRO-team maakt gebruik van ureum - dat kan worden gewonnen uit menselijke urine - en maangrond als grondstof voor constructie op het oppervlak van de maan. Hierdoor dalen de totale uitgaven aanzienlijk. Het proces heeft ook een lagere ecologische voetafdruk omdat het guargom gebruikt in plaats van cement voor ondersteuning. Dit zou ook kunnen worden benut om duurzame stenen op aarde te maken.

Sommige micro-organismen kunnen mineralen produceren via metabolische routes. Een dergelijke bacterie, genaamd Sporosarcina pasteurii , produceert calciumcarbonaatkristallen via een metabolische route die de ureolytische cyclus wordt genoemd:het gebruikt ureum en calcium om deze kristallen te vormen als bijproducten van de route. "Levende organismen zijn sinds het begin van het Cambrium betrokken bij dergelijke minerale neerslag, en de moderne wetenschap heeft er nu een toepassing voor gevonden, " zegt Kumar

Om dit vermogen te benutten, Kumar en collega's van IISc werkten samen met ISRO-wetenschappers Arjun Dey en I Venugopal. Ze mengden de bacteriën eerst met een simulant van maangrond. Vervolgens, ze voegden de vereiste ureum- en calciumbronnen toe, samen met kauwgom die werd gewonnen uit lokaal geproduceerde guarbonen. De guargom werd toegevoegd om de sterkte van het materiaal te vergroten door te dienen als een stellage voor carbonaatprecipitatie. Het na enkele dagen incubatie verkregen eindproduct bleek een aanzienlijke sterkte en bewerkbaarheid te bezitten.

"Ons materiaal kan met een eenvoudige draaibank in elke vrije vorm worden gefabriceerd. Dit is voordelig omdat hierdoor de behoefte aan gespecialiseerde mallen volledig wordt omzeild - een veelvoorkomend probleem bij het maken van verschillende vormen door te gieten. Deze mogelijkheid kan ook worden benut om ingewikkelde in elkaar grijpende structuren voor constructie op de maan, zonder dat er extra bevestigingsmechanismen nodig zijn, " legt Koushik Viswanathan uit, Universitair Docent bij de faculteit Werktuigbouwkunde, IISc, een andere auteur.

De PLOS Een studie, bedacht door Rashmi Dikshit, een DBT-BioCARe Fellow bij IISc, onderzocht ook het gebruik van andere lokaal beschikbare bodembacteriën in plaats van S. pasteurius . Na het testen van verschillende grondmonsters in Bangalore, de onderzoekers vonden een ideale kandidaat met gelijkaardige eigenschappen: Bacillus velezensis. Gewoon een flesje S. pasteurius kan Rs kosten. 50, 000; B. velezensis , anderzijds, is ongeveer tien keer goedkoper, zeggen de onderzoekers.

De auteurs zijn van mening dat dit de eerste belangrijke stap is naar het bouwen van gebouwen in de ruimte. "We hebben nog een behoorlijke afstand te gaan voordat we naar buitenaardse habitats kijken. Onze volgende stap is om grotere stenen te maken met een meer geautomatiseerd en parallel productieproces, " zegt Kumar. "Tegelijkertijd we willen ook de sterkte van deze stenen verder verbeteren en ze testen onder verschillende belastingsomstandigheden, zoals schokken en mogelijk maanbevingen."