มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีฮ่องกงพัฒนาวัสดุก่อสร้างชนิดใหม่ที่ใช้เบสยีสต์ เพื่อรับมือกับความท้าทายในการสร้างอาณานิคมบนดาวอังคาร

หากมนุษยชาติในอนาคตตั้งถิ่นฐานบนดาวอังคาร ยีสต์อาจกลายเป็นรายการที่สำคัญที่สุดในรายการสินค้าที่จะส่งไปยังดาวแดง นี่คือข้อสรุปของการวิจัยใหม่จากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีฮ่องกง ที่นักวิจัยเปิดเผยสูตรชีวะใหม่สำหรับการพิมพ์ 3D พื้นที่อาศัยบนดาวแดง วัสดุก่อสร้างชีวะพิมพ์นี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อใช้ในการสร้างอาณานิคมบนดาวอังคาร

ความยากลำบากในการสร้างอาณานิคมบนดาวอังคารเป็นที่ประจักษ์แก่ทุกคน บรรยากาศที่นั่นเกือบจะเป็นสุญญากาศ รังสีทำลายล้าง และอุณหภูมิลดลงอย่างรวดเร็วจนเป็นที่สิ้นหวัง นำเหล็กหรือคอนกรีตและวัสดุก่อสร้างหนักอื่นๆ ไปยังอวกาศลึกหลายล้านไมล์ในเชิงเศรษฐกิจเป็นสิ่งที่ไม่สามารถทนได้ ในอดีต ส่วนใหญ่ข้อเสนอแนะให้ใช้ความร้อนสูงมากในการหลอมดินฟ้าอังคารให้กลายเป็นอิฐ แต่นี่จำเป็นต้องใช้พลังงานมาก และผู้ตั้งถิ่นฐานในช่วงแรกจะขาดพลังงานเหล่านี้ ตอนนี้ นักวิศวกรโยธาโจวจีซันและทีมของเขาสงสัยว่า นักวิศวกรสามารถใช้สภาพอากาศที่รุนแรงของดาวอังคารแทนที่จะต่อต้านอุณหภูมิที่ต่ำมากของดาวนั้น

แรงบันดาลใจและการสร้างวัสดุใหม่

โจวจีซันกล่าวว่า: "แรงบันดาลใจของฉันมาจากผลไม้แช่แข็งแห้งที่ทำให้แข็งแรงขึ้น" สภาพแวดล้อมของดาวอังคารเปรียบเสมือน "เครื่องแช่แข็งแห้งธรรมชาติ" อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์และความดันอากาศที่เล็กน้อยทำให้น้ำแข็งเปลี่ยนเป็นไอน้ำโดยตรงโดยไม่มีการหลอมเหลว โจวจีซันใช้ทรายและกาวชีวะ (เจลาตินและยีสต์ที่ถูกวิศวกรรม) เพื่อสร้างวัสดุที่สามารถพิมพ์ได้ ทีมของเขาใช้โปรตีนกาวชีวะที่ได้รับแรงบันดาลใจจากหอยทากทะเลในการห่อหุ้มยีสต์ กาวเจลาตินจะผูกส่วนผสมเข้าด้วยกันและให้อาหารแก่เซลล์ที่เจริญเติบโต ส่วนทรายจะให้มวลโครงสร้าง

ในสภาพแวดล้อมจำลองของดาวอังคาร การพิมพ์ในสภาพอากาศที่เย็นและสุญญากาศทำให้ส่วนผสมชื้นแห้งตัวในฉับพลัน น้ำแข็งเปลี่ยนเป็นไอน้ำโดยตรง เกิดเป็นฟองที่เบาที่มีรู ทีมกำลังผลิตเป็นทรงกลมทดสอบขนาดเทียบเท่ากับจมูกขวด แม้ว่าการสร้างเหล่านี้มีขนาดเล็ก แต่ความแข็งแรงของมันเทียบเท่ากับมาตรฐานคอนกรีตระดับต่ำ การทดสอบแสดงให้เห็นว่าความแข็งแรงต้านแรงอัดของวัสดุชีวะนี้สามารถถึง 10 ถึง 12 เมกะปาสคัล "ดังนั้น นี่จริงๆ พอใช้ในการสร้างอาคารหลังหนึ่งหรือสองชั้นบนโลก เนื่องจากโลกมีแรงโน้มถ่วงเป็นสามเท่าของดาวอังคาร" โจวจีซันกล่าว

"ดังนั้น คุณอาจสามารถสร้างอาคารหลายชั้นบนดาวอังคารด้วยวัสดุนี้ได้อย่างง่ายดาย"

ศักยภาพของระบบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

อย่างไรก็ตาม ยังต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม ส่วนใหญ่ของแนวคิดการสร้างอวกาศใช้การหลอมดินฟ้าท้องถิ่นเพื่อทำอิฐ ซึ่งใช้พลังงานมาก วิธีการชีวะนี้เอาชนะความต้องการการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่านการผ่าน

อย่างไรก็ตาม พื้นฐานทางวิทยาศาสตร์เป็นไปได้ โจวจีซันกล่าวว่า: "ฉันมักถามตัวเอง: มีกฎทางฟิสิกส์หรือกลไกพื้นฐานใดบ้างที่ห้ามเราทำเช่นนั้นไม่?" เขา�ชี้ว่า: "ตอนนี้ฉันไม่เห็นความจำกัดใด เรามั่นใจในการขยายการผลิต หากวัสดุก่อสร้างทางวิศวกรรมในอนาคตไม่ได้มีความหลากหลายเท่ากับวิศวกรรมบนโลก มันจะทำให้ฉันต้องแปลกใจ และชีววิทย์จะต้องมีส่วนในการช่วยเหลือ"

ดูเหมือนว่าชีววิทย์อาจเป็นแผนที่สำหรับการอยู่อาศัยในดาวนอกโลก แม้ว่ายีสต์เป็นเพียงเห็ดรูปร่างเซลล์เดียว แต่เห็ดรูปร่างเซลล์เดียว (เห็ด) ในโครงการ Mycotecture Off-Planet ของศูนย์วิจัย Ames ของ NASA มีส่วนสำคัญ นักวิทยาศาสตร์เพาะเลี้ยงรากเห็ด (ไซฟิลา) รอบดินฟ้าอังคารจำลองและขยะอินทรีย์ เมื่อผ่านการอบและซิดซิลแล้ว การเจริญเติบโตของโครงสร้างเหล่านี้จะกลายเป็นวัสดุก่อสร้างที่เบาที่ทนไฟและการกันรังสี ผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องได้ถูกเผยแพร่ในวารสาร Chem Circularity เมื่อวันที่ 10 กันยายน

แนวทางในอนาคตของวัสดุก่อสร้างที่ใช้ยีสต์

การศึกษานี้แสดงศักยภาพของวัสดุชีวะในการใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสร้างอาณานิคมบนดาวอังคาร �ต้นทุนการขนส่งของวัสดุก่อสร้างที่เป็นดั้งเดิมสูงมาก ในขณะที่วัสดุก่อสร้างใหม่ที่ใช้ยีสต์สามารถใช้ทรัพยากรท้องถิ่น เพื่อลดการใช้พลังงาน ซึ่งไม่เพียงแต่สอดคล้องกับแนวคิดการพัฒนาที่ยั่งยืน แต่ยังให้แนวทางการสร้างที่ยืดหยุ่นมากขึ้นในการสำรวจอวกาศในอนาคต �แม้ว่ายังต้องแก้ไขปัญหาการอยู่รอดของยีสต์ในสภาพแวดล้อมบนดาวอังคาร แต่การนวัตกรรมนี้ให้ความเป็นไปได้ใหม่ในการสร้างอาณานิคมในดาวนอกโลก