Mars’ta yerel malzemelerden beton inşa etmek

İlk yerleşimci grubunun bir parçası olarak Mars’a yeni geldiğinizi hayal edin. İlk göreviniz: Yerel malzemeleri kullanarak uzun vadeli bir yaşam alanı inşa etmek. Bunlar, belirli yüzey topraklarıyla karıştırılmış kutup başlıklarından gelen suyu içerebilir. Hatta kanınız, teriniz ve gözyaşlarınız gibi çok kişisel katkılara bile ihtiyaç duyabilirler. Bu tür yerinde malzemeleri kullanmak, İranlı mühendislerden oluşan bir ekibin Mars’taki yerel malzemeleri inceleyen bir araştırma projesinde çalıştığı zorluktur.

Yerinde kaynak kullanımı her zaman Mars misyonunun ve kolonizasyon senaryolarının bir parçası olmuştur. Habitat inşaat malzemelerini yanınızda getirmek pahalıdır ve gemideki alan sınırlı olacaktır. Mars’a yerleştikten sonra yeni koloninizi kurana kadar geminizi yaşam alanı olarak kullanabilirsiniz. Peki yeni evleri neyden yaratacaksınız?

Çimento ya da beton akla geliyor; yüzeyin üzerinde ya da hemen altında ne varsa ondan yapılıyor. Araştırmanın yazarları yayınlandı içinde Acta AstronauticaOmid Karimzade Soureshjani, Ali Massumi ve Gholmreza Nouri, Mars çimentosuna odaklandılar. Mars’a iniş yapanlardan ve yörüngedeki araçlardan alınan toprak bileşimi hakkındaki veri setlerini bir araya getirdiler ve gelecekteki kolonicilerin kullanabileceği bir dizi somut tür ortaya çıkardılar. Daha sonra, yapısal mühendislik ilkelerini uyguladılar ve örümcek/radar diyagramları ve çizelgeleri olarak adlandırılan şeyleri kullanarak yerinde inşaat için bazı seçenekler önerdiler. Bunlar, bina planlayıcılarının Mars mimarisinin farklı konseptleri için verileri uygulamasına olanak tanır.

Mars şehrini inşa etmek

Yazarlar, çoğumuz gibi, önümüzdeki onyıllarda kalıcı yerleşimler öngörüyor. Şöyle yazıyorlar: “Amaç, Mars yüzeyinde en az bir milyon insanı barındıran, kendi kendini idame ettirebilen bir şehir (kendi kendine yeten bir megaüs) kurmak olacaktır. Bununla birlikte, zorlu Mars şartlarına dayanabilecek güvenli, istikrarlı ve yeterli binalar inşa etmek olacaktır. Böyle bir nüfus için çevre zorlu olacaktır. Binaların, malzemelerin ve yapısal elemanların Dünya’dan ithal edilmesiyle ilgili yüksek maliyetler nedeniyle, tüm binaların yerel kaynaklar kullanılarak yerinde inşa edilmesi gerekmektedir.”

Mars toprağının (regolit) kullanılabilirliğine ve maliyet etkinliğine bakalım. Kimyasal olarak farklı tipte betonlar yapmak için doğru miktarda element bakımından zengindir. Elbette regolitlerin hepsi eşit derecede faydalı değil, bu nedenle en iyi yüzey malzemesi karışımlarını bulmak için yüzey taramaları öneriyorlar. Muhtemelen bu taramalar gelecekteki sakinlerin en iyi koleksiyonları bulmasına yardımcı olacaktır. Bu ham maddelere gezegenin dört bir yanından erişim, onları eninde sonunda uygun maliyetli hale getirecektir.

Mars inşaatının zorlukları

Elbette böyle bir inşaat projesinde malzeme mevcudiyetinin yanı sıra başka faktörler de vardır. Burada, Dünya’da, tanıdık malzemelerle bu yerçekimi kuyusunu inşa etme konusunda yüzyıllarca deneyimimiz var. Bu atmosferik basınç altında bir şeyleri nasıl inşa edeceğimizi biliyoruz ve sürekli olarak ultraviyole radyasyonun bombardımanına uğrayan bir gezegenin zorlu koşullarıyla uğraşmak zorunda değiliz. Mars, bu radyasyona, daha düşük atmosfer basıncına ve su kıtlığına dayanması gereken binalar yaratmanın zorluğunu sunuyor. Mars’taki bu düşük basınç ve yerçekimi, Mars malzemelerinden yapılmış belirli bir betonun dayanıklılığını ciddi şekilde etkileyebilir.

Gezegenin jeolojisi ve yüzey koşullarına ek olarak, uzun vadeli yerleşim için gerekli yapı malzemelerinin toplanması, işlenmesi ve yaratılması da enerji gerektirir. Özellikle başlangıçta basit, uygun maliyetli bir enerji kaynağına ihtiyacınız var. Nükleer santrallerin inşa edilecekler listesinde ilk sırada yer alması pek muhtemel değil. Bunlar muazzam miktarda kaynak gerektirir. Belki daha sonra inşa edilebilirler ama ilk dalgada değil.

Güneş enerjisi başlangıçta “gidilecek” kaynak olacak. Ayrıca çimento yapmak için suya ihtiyacınız var. Ve su, kutuplar hariç, Mars’ın büyük bölümünde oldukça kıt bir kaynaktır. Buzullardan bir miktar su sağlayabilirler, ancak muhtemelen en az miktarda suyla iyi çimento yapmanın bir yolunu bulmak isteyeceksiniz.

Mars ev yapı taşları için organik bağlayıcıların kullanılması

İlginç bir şekilde, yazarlar “kanlı beton” denilen bir şeyden veya onun modern versiyonundan bahsediyor: AstroCrete. Bu, inşaat malzemelerine organik katkı maddeleri (düşünün: hayvan kanı, idrar vb.) kullanma yönündeki antik Roma uygulamalarına dayanan bir kavramdır. Gelecekteki Marslıların “sanatları için kan dökmesi” gerektiğini öne sürmüyorlar ama vücutlarımız plazmayı oldukça kolay bir şekilde üretiyor. Yararlı bir kaynak olabilir.

“İnsan serum albümini” (HAS) adı verilen bir maddenin, ter, gözyaşı ve idrarla birlikte “AstroCrete” malzemeleriyle karıştırılacak bir bağlayıcı olarak kullanılması üzerinde çalışılıyor. Bunların hepsi gelecekteki Mars yerleşimlerinde göreceli olarak bol miktarda mevcut olacak. Mars topraklarından ve insan “katkılarından” yapılan AstroCrete, sağlamlığına güvenebileceğiniz güçlü bir yapı malzemesidir (ve çok kötü kokmayacağını umarsınız). AstroCrete aslında susuz bir çimentodur.

Olasılıkları keşfetmek

Yazarlar, tamamı özel malzemeler gerektiren, jeopolimer ve magnezyum silika karışımları da dahil olmak üzere 11 tip çimento üzerinde çalıştı. Kükürtlü betonun muhtemelen Mars’taki yapılar için en umut verici yol olacağına işaret ediyorlar. Diğerleri bunların Mars koşullarında kullanılabilirliğini anlamak için daha fazla çalışma ve uygulama yapacak.

Uzun vadede, kızıl gezegende mevcut olan materyalleri araştırmak ve anlamak, gelecekteki kolonicilerin gerekli yaşam alanlarını ve şehirleri inşa etmelerine yardımcı olacaktır. Son olarak yazarlar, mevcut ve gelecekteki görevlerden elde edilen verileri kullanarak hem materyaller hem de Mars ortamı hakkında ek çalışmaların gerekli olduğunu belirtiyorlar.