Исследователи из Гонконга создали материал для 3D-печати марсианских построек из песка, желатина и генетически модифицированных дрожжей. В лаборатории смесь затвердела при холоде и низком давлении, напоминающих условия Марса, и достигла прочности бетона невысоких марок. Авторы предлагают превратить марсианскую среду в природную сушильную установку, чтобы сократить затраты энергии на строительство.
Научная статья вышла 10 сентября в журнале Chem Circularity. Команда напечатала небольшие купола высотой 45 мм и шириной 30 мм, примерно размером с винную пробку. Прочность материала на сжатие составила около 10–12 МПа, на изгиб достигла примерно 6 МПа. Пока результаты подтверждают работоспособность лабораторного образца, а возможность печатать полноценные здания ещё предстоит проверить.
В экспериментах использовали земной песок. В перспективе его место должен занять марсианский реголит, рыхлый поверхностный слой пыли и обломков породы. Чтобы связать минеральные частицы, исследователи изменили дрожжи так, чтобы на поверхности клеток образовывались клейкие белки, в том числе белки, с помощью которых мидии прикрепляются к камням. Желатин соединяет компоненты и формирует каркас, в котором находятся клетки.
Смесь выдавливали через сопло принтера при температуре около −30 °C и давлении 0,01 атмосферы, примерно в сто раз ниже земного на уровне моря. Вода замерзала, после чего лёд переходил непосредственно в пар. Такой процесс называют сублимационной сушкой. Уходящая вода оставляла микроскопические поры, а смесь превращалась в лёгкий твёрдый материал с пеноподобной структурой.
Расчётная экономия энергии связана с отказом от высокотемпературной обработки минерального сырья. По оценке авторов, в выбранных границах сравнения изготовление материала требует в 10–100 раз меньше энергии, чем некоторые способы обработки породы нагревом. Однако расчёт не охватывает всю будущую производственную цепочку, включая выращивание дрожжей и получение желатина. Переносить заявленную экономию на строительство целой марсианской базы пока нельзя.
Материал также выдержал четыре цикла повторного изготовления с сохранением механических свойств. Авторы рассматривают возможность извлекать сохранившиеся живые дрожжи из разобранных конструкций, размножать клетки в биореакторах и возвращать в производство. Для поселения вдали от Земли повторное применение компонентов могло бы сократить потребность в новых поставках.
До практического строительства остаются нерешённые задачи. Наиболее удачный состав пока зависит от желатина животного происхождения и питательных веществ, которые придётся доставлять с Земли или производить на месте. Исследователям предстоит проверить работу смеси с марсианским грунтом, устойчивость к радиации и долговечность. Отдельно потребуется обеспечить герметичность жилых помещений и защиту обитателей, поскольку одной прочности на сжатие для марсианского дома недостаточно.
