A habitação Marte tem sido uma fantasia futurista alimentada pela ficção científica. No entanto, os desembarques bem-sucedidos em nosso planeta vizinho nos últimos meio século tornaram cada vez mais exagerada uma idéia absurda.
Mas não comece a fazer as malas ainda. Primeiro, devemos descobrir como construir estruturas milhões de quilômetros da Terra. O envio de foguetes que transporta grandes cargas úteis de materiais de construção para o espaço não é prático ou acessível. Então, como podemos usar os recursos já presentes no planeta vermelho para construir a casa dos seus sonhos?
Entre no Dr. Congrui Grace Jin, da Texas A&M College, com a possível resposta.
Jin e seus colegas da Universidade de Nebraska-Lincoln trabalham há anos em materiais de vida projetados por manufatura de bio-manufatura e desenvolveram um sistema de líquen sintético que pode formar materiais de construção sem intervenção externa. Seu último estudo, financiado pelo programa de conceitos avançados inovadores da NASA e recentemente publicado no Journal of Manufacturing Science and Engineeringaplica esta pesquisa à construção autônoma de estruturas em Marte, usando o regolito do planeta, que inclui poeira, areia e rochas.
Esse avanço tem o potencial de revolucionar a construção extraterrestre, permitindo que as estruturas sejam construídas nos ambientes mais exigentes com recursos restritos.
“Podemos construir uma comunidade sintética imitando líquenes naturais”, explica Jin. “Desenvolvemos uma maneira de construir líquenes sintéticos para criar biomateriais que colam partículas de regolito marciano em estruturas. Então, através da impressão 3D, uma ampla gama de estruturas pode ser fabricada, como edifícios, casas e móveis”.
Outros pesquisaram uma variedade de métodos para unir partículas de regolito marciano, incluindo baseado em magnésio, enxofre e criação de geopolímeros. No entanto, todos os métodos requerem assistência humana significativa e, portanto, não são viáveis com a óbvia falta de mão de obra em Marte.
Outra abordagem foi a tecnologia de auto-crescimento mediada por micróbios. Vários projetos foram desenvolvidos, como biomineralização bacteriana para ligar partículas de areia em alvenaria, bactérias ureolíticas para promover a produção de carbonato de cálcio para fazer tijolos e a exploração da NASA do uso de micélio fúngico como agente de ligação.
Embora a tecnologia de auto-crescimento mediada por micróbios seja muito promissora, as práticas atuais não são completamente autônomas porque os micróbios utilizados são limitados a uma única espécie ou tensão, portanto, sua sobrevivência requer um suprimento contínuo de nutrientes, o que significa que é necessária uma intervenção externa. Novamente, a falta de mão -de -obra em Marte torna isso desafiador.
Para resolver esse problema, a equipe de Jin desenvolveu uma tecnologia completamente autônoma, projetando uma comunidade sintética usando as vantagens de várias espécies. Este sistema elimina a necessidade de suprimentos externos de nutrientes.
O design utiliza fungos filamentosos heterotróficos como produtores de materiais de ligação, porque eles podem promover grandes quantidades de biominerais e sobreviver a condições adversas muito melhor do que as bactérias heterotróficas. Esses fungos são emparelhados com cianobactérias diazotróficas fotoautotróficas para criar o sistema de líqueno sintético.
Como funciona? As cianobactérias diazotróficas fixam dióxido de carbono e dinitrogênio da atmosfera e as convertem em oxigênio e nutrientes orgânicos para ajudar a sobrevivência e o crescimento de fungos filamentosos e aumentar a concentração de íons carbonatos por atividades fotossintéticas. Os fungos filamentosos ligam íons metálicos nas paredes celulares fúngicas e servem como locais de nucleação para a produção biomineral, além de melhorar o crescimento das cianobactérias, fornecendo água, minerais e dióxido de carbono. Ambos os componentes secretam biopolímeros que aumentam a adesão e a coesão entre o regolito marciano e as partículas precipitadas para criar um corpo consolidado.
O sistema cresce com apenas simulante de regolito marciano, ar, luz e meio líquido inorgânico. Em outras palavras, nenhuma mão -de -obra é necessária.
“O potencial dessa tecnologia auto-acrescentada em permitir que a exploração e a colonização extraterrestres a longo prazo é significativa”, afirma Jin.
A próxima etapa do projeto, já em andamento, é a criação de tinta Regolith para imprimir bio-estruturas usando a técnica de impressão 3D da redação direta de tinta.
Jin é professor assistente no Programa de Tecnologia de Engenharia Mecânica e de Manufatura do Departamento de Tecnologia de Engenharia e Distribuição Industrial da Texas A&M College. Seus colegas pesquisadores da Universidade de Nebraska-Lincoln são o Dr. Richard Wilson, Nisha Rokaya e Erin Carr. Leia sobre a pesquisa relacionada à equipe.
O financiamento para esta pesquisa é administrado pela Texas A&M Engineering Experiment Station (TEES), a agência oficial de pesquisa da Texas A&M Engineering.
