Bakterilerle Uzay Tuğlalarında Çatlakları Sabitleme

Hindistan Bilim Enstitüsü’ndeki (IISC) araştırmacılar, ayın sert ortamında hasar görürlerse ay habitatlarını inşa etmek için kullanılabilecek tuğlaları onarmak için bakteri tabanlı bir teknik geliştirdiler.

Gelecek ay keşifleri artık sadece sinek görevleri olarak planlanmıyor. Örneğin NASA’nın Artemis programı, ayda kalıcı bir habitat kurmaya çalışıyor. Maliyetleri düşürmek için, yeryüzünden malzeme taşımak yerine, astronotların, yerinde yapılar inşa etmek için bol miktarda mevcut ay toprağını veya “regolit” – kırık mineral ve kayaların karmaşık bir karışımı – kullanmaları gerekir.

Birkaç yıl önce, IISC, Makine Mühendisliği Bölümü (ME) araştırmacıları, ay ve Mars toprak simulantlarından tuğlalar inşa etmek için sporosarcina pastneurii adı verilen bir toprak bakteri kullanan bir teknik geliştirdiler. Bakteri üre ve kalsiyumu, guar sakızı ile birlikte, tuğla benzeri malzemeler oluşturmak için toprak parçacıklarını birbirine yapıştıran kalsiyum karbonat kristallerine dönüştürür. Bu işlem, çimento kullanmanın çevre dostu ve düşük maliyetli bir alternatifidir.

Daha sonra, takım da araştırdı sinterleme– Çok daha güçlü tuğlalar yaratmak için sıkıştırılmış bir toprak simulanı ve polivinil alkol adı verilen bir polimerin çok yüksek sıcaklıklara ısıtılması.

Me’de doçent ve çalışmanın yazarı Aloke Kumar, “Bu tuğla yapmanın klasik yollarından biri” diye açıklıyor. “Düzenli konutlar için bile çok yüksek güçte tuğlalar yapıyor.” Sinterleme kolayca ölçeklenebilir bir işlemdir – çoklu tuğlalar bir fırında bir kerede yapılabilir.

Ancak ay yüzeyi son derece serttir – kontrollerden sallayabilir 121 ° C ila -133 ° C tek bir gün içinde ve sürekli güneş rüzgarları ve göktaşları tarafından bombalanır. Bu, bu tuğlalarda çatlaklara neden olabilir, bunları kullanılarak inşa edilen zayıflamalar.

Doçent Me Doçent Koushik Viswanathan, “Sıcaklık değişiklikleri, bir süre boyunca önemli bir etkiye sahip olabilen ay yüzeyinde çok daha dramatik olabilir.” “Sinterlenmiş tuğlalar kırılgandır. Bir çatlağınız varsa ve büyürse, tüm yapı hızla parçalanabilir.”

Bu sorunu çözmek için ekip bir kez daha bakterilere döndü.

Yeni çalışmaksinterlenmiş tuğlalarda farklı türde yapay kusurlar yarattılar ve S. Pasteurii, guar sakız ve ay toprağından yapılmış bir bulamaç döktüler. Çalışma dergide yayınlandı Uzay teknolojilerindeki sınırlar.

Birkaç gün boyunca, bulamaç kusurlara nüfuz etti ve bakteri onları dolduran kalsiyum karbonat üretti. Bakteri ayrıca, toprak parçacıklarını artık tuğla yapısı ile birlikte güçlü bir şekilde bağlayan yapıştırıcılar görevi gören biyopolimerler üretti, böylece tuğlanın kayıp gücünün çoğunu geri kazandı. Bu işlem, hasarlı tuğlaların yenilerini değiştirme ihtiyacını ortadan kaldırabilir ve inşa edilmiş yapıların ömrünü uzatabilir.

Kumar, “Başlangıçta bakterilerin sinterlenmiş tuğlaya bağlanıp bağlanmayacağından emin değildik” diyor. “Ama bakterilerin sadece bulamaçları katılaştırmakla kalmayıp, aynı zamanda bu diğer kitleye de iyi yapışabileceğini gördük.” Güçlendirilmiş tuğlalar ayrıca 100 ° C ila 175 ° C arasında değişen sıcaklıklara dayanabildi.

Kumar, “Büyük sorulardan biri, bu bakterilerin dünya dışı koşullarda davranışı ile ilgilidir” diyor. “Doğaları değişecek mi? Yapmayı bırakacaklar [the carbonate production]? Bu şeyler hala bilinmiyor. “

Ekip şu anda, Gaganyaan Misyonunun bir parçası olarak bir S. Pasteurii örneğini uzaya göndermek için bir teklif üzerinde çalışıyor. Viswanathan, “Bu olursa, bilgimize göre, bu tür bakterilerle türünün ilk deneyi olacak.”