Колонізувати Місяць та Марс — дорого. Вчені розробляють бюджетні проєкти космічних баз — із суміші сечі та місячного ґрунту, грибів (і не тільки)

У найближчі десять років державні та приватні космічні агентства збираються повернути людей на Місяць та побудувати там перші космічні колонії. NASA та SpaceX розробляють пілотовані місії на Марс. До 2050-х Ілон Маск обіцяє побудувати на Червоній планеті справжнє марсіанське місто. Однак доправити у космос один кілограм вантажу коштує приблизно 25 тисяч доларів. Найочевидніший спосіб зменшити вартість космічної колонії — використовувати вже наявні ресурси. Вчені з Норвегії, Італії, Великої Британії та США намагаються знайти якомога дешевші варіанти космічних баз. Вони пропонують створювати колонії з грибів, хітину, а також із сечі та місячного ґрунту. Оглядачка «Бабеля» Яна Собецька зібрала найцікавіші (і водночас найдешевші) проєкти.

База з суміші сечі та реголіту

Майже вся поверхня Місяця вкрита темно-сірим піском — реголітом. За останні кілька років учені придумали, як із нього будувати.

Група дослідників на чолі з професоркою норвезького Естфольського коледжу Анною-Леною Кьоніксен та вченим Політехнічного університету в Картахені Рамоном Памісом пропонують виготовляти «бетон» із сечі. Сечовина розриває міжмолекулярні зв’язки реголіту і робить його більш в’язким. На 3D-принтері з суміші можна надрукувати будівельні блоки.

Такі блоки тримають стабільну форму навіть за температури 80 градусів за Цельсієм. Чи витримають вони за більш жорстких умов та наскільки добре захистять від космічної радіації — поки невідомо.

База з цегли, виготовленої у сонячній печі

Учені Німецького космічного агентства DLR спільно з Європейський космічним агентством вигадали, як виготовляти з реголіту цеглу без добавок. Для цього потрібні сонячна (або лазерна) піч та 3D-принтер. Принтер надрукує потрібну деталь, а потужний потік світла «склеїть» молекули реголіту докупи.

Першу таку цеглину зробили в лабораторії в Кельні. За словами керівника проєкту Адвеніта Макая, щоб сфокусувати сонячне світло у єдиний потік, знадобилося 147 дзеркал.

Дослідник Кельнського університету Маттіас Сперль зазначає, що з такої цегли можна побудувати щось на кшталт іглу. Якщо покрити його зверху шаром необробленого реголіту, «база» захищатиме астронавтів від космічної радіації.

Щоб обробити реголіт, треба кілька великих лінз. Одну реголітову цеглину можна виготовити за п’ять годин. Для іглу їх потрібно десять тисяч.

Космічна база у формі Пантеону

Нік Вулф та Роджер Ангел з Університету Аризони пропонують побудувати місячну базу з трьох складників — каміння, реголіту та пластикової плівки, привезеної з Землі.

Проєкт бази передбачає, що житло буде близько 50 метрів за діаметром та з невеликим «вікном» у куполі — на кшталт римського Пантеону. Через невеликий отвір усередину потраплятиме сонячне світло, а астронавти зможуть вирощувати рослини.

Щоб побудувати базу, потрібно зробити каркас із каміння, заклеїти усі щілини плівкою та покрити шаром реголіту. За розрахунками, на будівництво піде близько трьох років, а стоятиме житло тисячоліттями. Всередині зможуть жити до 40 людей.

Бази з грибів. У прямому сенсі слова

Дослідники NASA під керівництвом астробіолога Лінн Ротшильд працюють над мікоархітектурним проєктом. Інакше кажучи — розробляють космічні бази з грибів.

Основний будівельний елемент — грибниця. Це частина гриба, що формує мережу розгалужених зв’язків та харчується ціанобактеріями. У природних умовах грибниці простягаються під землею. Проте працівники космічного агентства навчилися вирощувати їх навколо каркаса.

У 2018 році так створили стілець — він «виріс» за два тижні та спершу нагадував щось, що забули в холодильнику. Після того, як його запекли у печі, він майже нічим не відрізнявся від звичайного стільця.

Концепція космічних поселень з грибів передбачає будівлі з трьох шарів — грибниці, шару ціанобактерій, що вироблятимуть кисень, а також льоду, який захищатиме людей від радіації та живитиме ціанобактерії водою.

Житло з хітину

Хавʼєр Фернандес та його колеги з Сінгапурського університету технологій та дизайну кажуть, що житло у космосі можна побудувати з хітину, змішаного з марсіанським ґрунтом. На Землі хітин входить до зовнішнього скелета членистоногих — раків, крабів, креветок, павуків. На Марсі цих тварин можна виростити у штучній екосистемі.

Щоб зробити будівельний блок, потрібно вилучити хітин з екзоскелета. Це можна зробити за допомогою концентрату оцтової кислоти (її все одно доведеться брати на Червону планету, щоб готувати їжу для колоністів). Потім — змішати хітин із марсіанським ґрунтом.

З готового матеріалу — біоліту — можна виготовляти міцну цеглу та інструменти. Вчені вже створили з нього гайковий ключ і закрутити ним болт, яким закріплюють деталі у космосі. А ще зробили циліндр, куб із гри Portal та мініатюрну фігурку марсіанського колоніста.

Колонії у лавових тунелях

На Місяці та Марсі існують величезні порожнини, які тисячі років тому утворили потоки розпеченої лави. Усередині декотрих може поміститися будівля заввишки з Емпайр Стейт Білдінг.

Група італійських дослідників з університетів Болоньї та Падуї задумалася над тим, щоб будувати у таких порожнинах космічні колонії. Лавові тунелі захистять астронавтів від метеорів, які не завжди згорають у марсіанській та місячній атмосфері, а також від сонячної радіації. А ще — усередині може бути багато ресурсів. Наприклад, летких речовин, із яких можна зробити паливо.

За словами професора Болонського університету Франческо Сауро, температура в лавових тунелях, найімовірніше, є значно комфортнішою, ніж на поверхні. Проте, перш ніж розробляти плани майбутніх баз, тунелі потрібно як слід дослідити — сучасні ровери для цього недостатньо автономні.