Колонизировать Луну и Марс — дорого. Ученые разрабатывают бюджетные проекты космических баз — из смеси мочи и лунного грунта, грибов (и не только)

База из смеси мочи и реголита

Почти вся поверхность Луны покрыта темно-серым песком — реголитом. За последние несколько лет ученые придумали, как строить из него здания.

Группа исследователей во главе с профессором норвежского Естфольского колледжа Анной-Леной Кениксен и ученым Политехнического университета в Картахене Рамоном Памисом предлагают изготавливать «бетон» из мочи. Мочевина разрывает межмолекулярные связи реголита и делает его более вязким. На 3D-принтере из смеси можно напечатать строительные блоки.

Такие блоки держат стабильную форму даже при температуре 80 градусов по Цельсию. Выдержат ли они более жесткие условия и насколько хорошо защитят от космической радиации — пока неизвестно.

База из кирпича, изготовленного в солнечной печи

Ученые Немецкого космического агентства DLR совместно с Европейским космическим агентством придумали, как изготавливать из реголита кирпич без добавок. Для этого нужны солнечная (или лазерная) печь и 3D-принтер. Принтер напечатает нужную деталь, а мощный поток света «склеит» молекулы реголита вместе.

Первый такой кирпич сделали в лаборатории в Кельне. По словам руководителя проекта Адвенита Макая, чтобы сфокусировать солнечный свет в единый поток, понадобилось 147 зеркал.

Исследователь Кельнского университета Маттиас Сперль отмечает, что из такого кирпича можно построить что-то вроде иглу. Если покрыть его сверху слоем необработанного реголита, «база» будет защищать астронавтов от космической радиации.

Чтобы обработать реголит, нужно несколько крупных линз. Один реголитовый кирпич можно изготовить за пять часов. Для иглу их нужно десять тысяч.

Космическая база в форме Пантеона

Ник Вулф и Роджер Ангел из Университета Аризоны предлагают построить лунную базу из трех составляющих — камней, реголита и пластиковой пленки, привезенной с Земли.

Проект базы предполагает, что жилье будет около 50 метров в диаметре и с небольшим «окном» в куполе — вроде римского Пантеона. Через небольшое отверстие внутрь будет попадать солнечный свет, а астронавты смогут выращивать растения.

Чтобы построить базу, нужно сделать каркас из камней, заклеить все щели пленкой и покрыть слоем реголита. По расчетам, на строительство уйдет около трех лет, а стоять здание будет тысячелетиями. Внутри смогут жить до 40 человек.

Базы из грибов. В прямом смысле слова

Исследователи NASA под руководством астробиолога Линн Ротшильд работают над микоархитектурным проектом. Иначе говоря — разрабатывают космические базы из грибов.

Основной строительный элемент — грибница. Это часть гриба, которая формирует сеть разветвленных связей и питается цианобактериями. В естественных условиях грибницы простираются под землей. Однако работники космического агентства научились выращивать их вокруг каркаса.

Стул из мицелия после двух недель роста.

NASA

Кирпичи из мицелия, бытовых отходов и древесной щепы.

NASA

В 2018 году так создали стул — он «вырос» за две недели и сначала напоминал нечто, забытое в холодильнике. После того как его запекли в печи, он почти ничем не отличался от обычного стула.

Концепция космических поселений из грибов предусматривает здания из трех слоев — грибницы, слоя цианобактерий, которые будут производить кислород, а также льда, который будет защищать людей от радиации и питать цианобактерии водой.

Жилье из хитина

Хавьер Фернандес и его коллеги из Сингапурского университета технологий и дизайна говорят, что жилье в космосе можно построить из хитина, смешанного с марсианским грунтом. На Земле хитин формирует наружный скелет членистоногих — раков, крабов, креветок, пауков. На Марсе этих животных можно вырастить в искусственной экосистеме.

Чтобы сделать строительный блок, нужно выделить хитин из экзоскелета. Это можно сделать с помощью концентрата уксусной кислоты (ее и так придется брать на Красную планету, чтобы готовить пищу для колонистов). Потом — смешать хитин с марсианским грунтом.

Из готового материала — биолита — можно изготавливать прочные кирпичи и инструменты. Ученые уже создали из него гаечный ключ и закрутили им болт, которым закрепляют детали в космосе. А еще — сделали цилиндр, куб из игры Portal и миниатюрную фигурку марсианского колониста.

Колонии в лавовых туннелях

На Луне и Марсе существуют огромные полости, которые тысячи лет назад образовали потоки раскаленной лавы. Внутри некоторых может поместиться здание высотой с Эмпайр Стейт Билдинг.

Группа итальянских исследователей из университетов Болоньи и Падуи задумалась над тем, чтобы строить в таких полостях космические колонии. Лавовые туннели защитят астронавтов от метеоров, которые не всегда сгорают в марсианской и лунной атмосфере, а также от солнечной радиации. А еще — внутри может быть много ресурсов. Например, летучих веществ, из которых можно сделать топливо.

По словам профессора Болонского университета Франческо Саура, температура в лавовых туннелях, скорее всего, значительно комфортнее, чем на поверхности. Однако, прежде чем разрабатывать планы вероятных баз, тоннели нужно как следует исследовать — современные планетоходы недостаточно автономны для этого.