类似火星的土壤可以被压成坚固的砖块,这可以使在这个红色星球上建造更容易

模拟火星土壤可以打包成实心砖状材料,而不需要任何添加的成分将其固定在一起。这可能意味着,真正的火星土壤可以很容易地用作在这颗红色星球表面建造栖息地等结构的工具,从而使人类前往火星的任务不那么复杂。...

模拟火星土壤可以打包成实心砖状材料,而不需要任何添加的成分将其固定在一起。这可能意味着,真正的火星土壤可以很容易地用作在这颗红色星球表面建造栖息地等结构的工具,从而使人类前往火星的任务不那么复杂。

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一组工程师通过使用高压锤将被称为火星土壤模拟物的材料捣碎,得出了这个结论。它是来自地球的岩石的集合,这些岩石的化学组成与火星上发现的泥土相同,还有形状和大小与火星颗粒相似的颗粒。在对这种材料进行了一段时间的研究后,工程师们发现,只要施加适当的压力,就足以将土壤变成微小、坚硬的块体——比钢筋混凝土还要坚固。

这不是我们地球人**大部分建筑材料的方式。通常,颗粒必须与特殊类型的粘合剂或粘合剂混合,以保持刚性。粘合剂的作用有点像胶水,把材料粘在一起,保持固定的形状。但是模拟的火星土壤中含有一种特殊的化学成分,它的作用就像它自己固有的粘合剂一样。”加州大学圣地亚哥分校的结构工程师、美国宇航局资助的这项技术研究的首席研究员于乔告诉《边缘》杂志。

当然,模拟的火星土壤只是模拟的,所以它的特性不一定能转化成真正的火星土壤。但如果他们真的这样做了,对那些梦想有朝一日能在火星上见到人类的人来说,这是个好消息,因为许多专家都认为未来的火星宇航员将不得不使用火星上已有的资源。人们在火星上生活需要大量的设备,从地球发射任何东西都会变得昂贵和复杂。航天员越能“脱离陆地生活”,人们就越不必依赖运送的物资。今天发表在《科学报告》杂志上的这些最新发现表明,一些建筑物和构筑物可以用火星土壤代替地球材料建造,而且可能不需要太多的努力。

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“在火星上挥舞锤子真的很容易,”没有参与这项研究的美国宇航局生命科学专家乔恩·拉斯克告诉《边缘报》你可以想象一个火星探险家挥动锤子**坚固的积木。”

在做这项研究之前,乔和他的团队实际上一直在寻找将模拟月球土壤转化为建筑材料的方法——早在美国宇航局计划重返月球的时候。与火星的泥土不同,月球的泥土需要一种粘合剂才能粘在一起,但研究小组希望找到一种尽可能少用的方法(你需要的粘合剂越多,从地球运上来的粘合剂就越多。)乔说,建筑材料通常由15%左右的粘合剂组成。但通过不同的压缩技术,研究小组能够将粘合剂含量降低到3%,同时仍然**出一种坚固的月球基材料。

然后在2010年,美国宇航局将工作重点从月球转移到了火星——因此该团队也将工作重点转移了。”我们最初的想法是:让我们借用月球土壤的成功经验,看看它在火星土壤上是否有效。一开始,同样的压缩过程对火星土壤模拟物也很有效。乔和他的团队试着用6%的粘合剂把泥土包装起来,很快就奏效了。因此,他们决定测试土壤能做什么的界限,并继续用越来越少的粘合剂将泥土包装在一起。”然后有一天,我告诉我的研究助理,让我们把土壤模拟物本身压实它仍然有效。”

这使得研究人员认为火星土壤中已经有某种成分可以帮助它们粘在一起。他们最终降落在氧化铁上,氧化铁是一种化合物,使火星土壤呈现出标志性的红色。乔说,氧化铁被压碎后,很容易开裂,形成表面非常干净平整的裂缝。当这些表面被紧紧地压在一起,它们就会形成超强的结合。

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最终,乔设想利用火星土壤为降落到火星表面的飞行器建立栖息地或着陆平台。他认为**这些结构的最好方法是做一种添加剂**——土壤慢慢分层。这和3D打印的工作原理是一样的,它可以让在这个红色星球上建造相当大的结构变得更容易。

但这些砖块并不能完全解决火星上的建筑问题——至少目前还不能。研究小组只**了微型砖块,所以较大的火星砖块可能支撑不住。而且也不清楚它们有多耐用,这一点很重要,有几个原因。很明显,你不想你的结构崩溃。但不太明显的是,土壤中的灰尘可能会进入宇航员呼吸的空气中,吸入足够大的颗粒物可能会导致健康问题。尘埃中还可能含有一种被称为高氯酸盐的盐,这种盐在火星表面随处可见。高氯酸盐对人体甲状腺有毒。因此,需要做更多的研究来更好地了解这些风险。

尽管如此,许多专家仍在试图找出**火星砖的最佳方法。在这项研究之前,许多人认为这将是一个密集的过程。有人说要带上某种加热装置,把土壤烤成砖,甚至把微生物带到火星上,这些微生物可以以人类的排泄物为食,**一种黏结材料。但乔和他的团队已经表明,你可能不需要那么多。

拉斯克说:“他们所做的是证明概念的正确性。”这是向前迈进的好一步。”

  • 发表于 2021-05-10 22:34
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  • 分类:互联网

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