وبلاگ آفتاب

تولید آجر برای ساخت و ساز در مریخ!

تولید آجر برای ساخت و ساز در مریخ!

آجرهای فضایی پایدار برای ساخت سازه های ساختمانی در مریخ، لازم هستند، آجرهایی که ساخت و نصب آنها عملی، اقتصادی و قابل اجرا باشد.


به گزارش وبلاگ آفتاب به نقل از ایسنا و به نقل از تی ای، انسان ها در مورد کشف اسرار عمیق جهان کنجکاو هستند. این کنجکاوی مستلزم توسعه سکونت گاه های فرازمینی است که شامل ساخت سازه های موقت و رصدخانه ها برای سازمان های فضایی در سرتاسر جهان است.
مریخ و ماه برای چنین سکونتگاه هایی ترجیح داده شده اند، چونکه هر دو به زمین نزدیک هستند و با منابع بی سابقه ای از مواد قابل فرآوری، مانند خاک های ریز روی سطوح شان شناسایی شده اند.
برای اکتشاف فضایی پایدار، سازه ها و رصدخانه های موقتی باید از منابع موجود در ماه یا مریخ ساخته شوند. "استفاده از منابع درجا"(ISRU) به هر فرآیندی اطلاق می شود که از پردازش منابع محلی در طول اکتشاف زیستگاه های فرازمینی به منظور کاهش وابستگی به موادی که از زمین آورده می شوند، استفاده می نماید.
با عنایت به اهمیت و علاقه روز افزون به ایجاد و تاسیس سکونتگاه های انسانی فرازمینی، لازم است که روش های مختلفی برای ایجاد سازه ها از خاک و سنگ موجود در ماه و مریخ توسعه داده شود، روش هایی که در این اجرام آسمانی امکان پذیر، مقرون به صرفه و قابل اجرا باشند.
در مطالعه اخیر تیمی از محققان موسسه علوم هند(IISc) با همکاری سازمان تحقیقات فضایی هند(ISRO) روشی پایدار برای ساخت آجر از خاک مریخ با استفاده از باکتری و اوره بوجود آورده اند. از این آجرهای فضایی میتوان برای ساختن سازه های ساختمانی روی مریخ بهره برد که می تواند اسکان انسان در سیاره سرخ را تسهیل کند.
روش ساخت این آجرهای فضایی در مطالعه ای که در مجله PLOS One انتشار یافته تشریح شده است.
در این مطالعه آمده است: چالش اصلی در این تلاش در تثبیت ذرات سنگی ریز بدون پیوند در ساختاری با یکپارچگی مکانیکی قابل توجه است. با این هدف، ما در اینجا یک روش ریخته گری برای ساخت سازه های آجر مانند با استفاده از شبیه سازهای خاک ماه و مریخ و یک فرایند زیست کانی سازی به نام "MICP" مورد بحث قرار می دهیم.
ماده پایه این آجرها ابتدا با مخلوط کردن خاک شبیه سازی شده مریخ با یک صمغ معروف به "صمغ گوار" حاوی یک باکتری به نام "Sporosarcina pasteurii"، اوره و "نیکل کلرید"(NiCl۲) ایجاد می شود. این دوغاب را میتوان در چارچوب هایی با هر شکل دلخواه ریخت و طی چند روز باکتری ها اوره را به بلورهای کلسیم کربنات تبدیل می کنند. این بلورها همراه با پلیمرهای زیستی ترشح شده توسط میکروب ها بعنوان سیمانی عمل می کنند که ذرات خاک را در کنار هم نگه می دارد.
مزیت این روش کاهش تخلخل آجرها است که با روش های دیگر برای تثبیت خاک مریخ به شکل آجر، مشکل است.


صمغِ گوار یا گوارگام(guar gum) یک افزودنی خوراکی است که مصارف بسیار زیادی در صنعت مواد غذایی، دارویی و آرایشی دارد. گوارگام یک فیبر غذایی گرفته شده از نوعی لوبیای خوشه ای (گیاه گوار) در هند است و بیشتر در پاکستان و هندوستان و ایالات متحده آمریکا تولید می شود.
"آلوکه کومار" دانشیار دپارتمان مهندسی مکانیک در موسسه علوم هند و یکی از نویسندگان ارشد این مطالعه می گوید: باکتری ها به اعماق منافذ نفوذ می کنند و از پروتئین های خود برای اتصال ذرات به یکدیگر استفاده می نمایند، تخلخل را کم می کنند و منجر به ایجاد آجرهای قوی تر می شوند.
وی ادامه داد: مطالعه ما افزایش قابل توجهی در مقاومت سازه های آجر مانند یکپارچه با شبیه سازهای خاک و سنگ مریخ و ماه نشان داده است.
این مطالعه همینطور یک روش ریخته گری جدید عرضه کرده است که می تواند برای ساخت سازه ها با شکل های مختلف و همینطور آجرهایی با استقامت ثابت ایده آل باشد. یک پلیمر طبیعی(صمغ گوار) بعنوان یک افزودنی و غلظت مناسبی از NiCl۲، روند کلی MICP را تسریع می کند و در نتیجه به افزایش استقامت آجرهای فضایی کمک می نماید.
این گروه تحقیقاتی قبلاً روی ساخت آجر از خاک شبیه سازی شده ماه با روشی مشابه کار کرده بودند. با این وجود، روش قبلی فقط می توانست آجرهای استوانه ای را تولید نماید، در حالیکه روش ریخته گری فعلی می تواند آجرهایی با اشکال پیچیده را هم تولید نماید.
این روش ریخته گری با کمک "کوشیک ویسواناتان" استادیار گروه مهندسی مکانیک در موسسه علوم هند به وجود آمد. علاوه بر این، توسعه این روش برای دربرگرفتن خاک مریخ هم چالش برانگیز بود.
وی می گوید: خاک مریخ حاوی مقدار زیادی آهن است که برای موجودات زنده سمی است. در ابتدا باکتری های ما اصلا رشد نمی کردند که افزودن نیکل کلرید گامی کلیدی در این فرایند بود.
حالا این گروه می خواهد تاثیر جو مریخ و گرانش کم آنرا بر استقامت آجرهای فضایی بررسی کند. جو مریخ ۱۰۰ برابر نازکتر از جو زمین است و حاوی بیشتر از ۹۵ درصد کربن دی اکسید است که امکان دارد به صورت قابل توجهی بر رشد باکتری ها تاثیر بگذارد.
محققان دستگاهی به نام "شبیه ساز اتمسفر مریخ"(MARS) ساخته اند که از محفظه ای تشکیل شده که شرایط جوی موجود در مریخ را در آزمایشگاه بازتولید می کند.
این تیم همینطور یک دستگاه آزمایشی روی یک تراشه ساخته اند که هدف آن اندازه گیری فعالیت باکتری ها در شرایط ریزگرانش است.
"راشمی دیکشیت" یکی از نویسندگان این مطالعه توضیح داد: این دستگاه با در نظر گرفتن قصد ما برای انجام آزمایش هایی در شرایط ریزگرانش در آینده نزدیک درحال توسعه است. این تیم با کمک موسسه فضایی هند می خواهد آجرهای قمری را با چنین دستگاه هایی به فضا بفرستد تا بتوانند تاثیر گرانش کم بر رشد باکتری ها را مطالعه کنند.
"کومار" می گوید: من بسیار هیجان زده هستم که خیلی از محققان در سرتاسر جهان به استعمار سیارات دیگر فکر می کنند. این امر امکان دارد به سرعت اتفاق نیفتد، اما همه فعالانه روی آن کار می کنند.
رویکرد بیولوژیکی ذکر شده در این مطالعه، همراه با روش ریخته گری جدید و مقیاس پذیر آن برای تولید آجرهای فضایی، یک مسیر بالقوه و امیدوارکننده و بسیار پایدار جهت استفاده از منابع در محل به منظور ایجاد زیستگاه های فرازمینی است.




منبع:

1401/02/06
11:33:10
5.0 / 5
238
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۶ بعلاوه ۲
Aftablog

aftablog.ir - مالکیت معنوی سایت وبلاگ آفتاب متعلق به مالکین آن می باشد