Bauen auf dem Mond oder Mars: Weltraumziegel aus Mondgestein
Lockere Erde und Gestein, die auf der Oberfläche des Mars und des Mondes zu finden find, hat eine Forschungsgruppe des Trinity College Dublin(öffnet im neuen Fenster) in Bausteine umgewandelt. Ihr Konzept haben sie im Rahmen der Space Week(öffnet im neuen Fenster) Ireland vorgestellt, die vom 4. bis zum 10. Oktober 2024 stattfand und bei der wissenschaftliche und technologische Beiträge präsentiert werden.
Das Regolith(öffnet im neuen Fenster) (Mond- und Marsstaub) ist eine Ansammlung loser Oberflächenablagerungen aus Staub und zerbrochenem Gestein, mit geringen Mengen an Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Diese Nanoröhren können als Bindemittel verwendet werden, um feinen Sand in feste Blöcke umzuwandeln, deren Festigkeit der von Granit nahekommt.
Zudem sind die Verbundstoffe elektrisch leitfähig(öffnet im neuen Fenster) und zeigen eine empfindliche piezoresistive Reaktion. Das ist eine Änderung des elektrischen Widerstands eines Materials bei mechanischer Belastung. Damit kann dieses Material zur Überwachung seines eigenen strukturellen Zustands verwendet werden. Die Ziegelsteine können eine Festigkeit von 100 Megapascal (MPa) erreichen. Normaler Beton weist eine Festigkeit von etwa 32 MPa auf.
Ziegelsteine aus Kartoffelstärke und Salz
Zwei Forscher der Universität Manchester (England) haben in den vergangenen Jahren ähnliche Baumaterialien für den Mond und Mars erforscht(öffnet im neuen Fenster) , diese aber nicht auf der Space Week vorgestellt. Mit simuliertem Marsboden konnten sie mit ihrem Starcrete-Projekt Ziegel mit einer Festigkeit von 72 MPa erstellen. Mit der Mischung aus simuliertem lunarem Regolith erreichte die Ziegel sogar eine Stärke von 91 MPa. Die erhöhte Festigkeit bedeutet auch eine längere Haltbarkeit als bei gewöhnlichem Beton.
Der eigentliche Vorteil von Starcrete liegt in der Herstellung. Laut den Wissenschaftlern braucht man nur 25 kg dehydrierte Kartoffeln zur Herstellung von fast einer halben Tonne Starcrete. Damit könnten über 200 Ziegel geformt werden. Für ein vollständiges Haus auf dem Mond oder Mars reicht das nicht. Auf der Erde bräuchte man für ein Haus mit drei Schlafzimmern etwa 7.500 Ziegel.
Die Festigkeit und Haltbarkeit, die durch eine leichte Betonmischung auf Kartoffelstärkebasis ermöglicht wird, hat laut dem Forschungsteam ein hohes Potenzial gegenüber herkömmlichen Materialien für den Bau auf anderen Planeten.
Bindemittel aus Blut und Urin
Doch Kartoffelstärke war nicht das erste Medium, das dieses Forschungsteam der Universität Manchester bei ihrer Arbeit zu In-situ-Baumaterialien - also Rohstoffen vor Ort - getestet hat.
In einer früheren Studie untersuchte es die Möglichkeit, menschliches Blut und Urin als Bindemittel(öffnet im neuen Fenster) für den extraterrestrischen Beton zu verwenden. Schließlich sind Blut und Urin von Astronauten erneuerbare Ressourcen und überall dort verfügbar, wohin die Mission eines Astronauten ihn führen könnte.
Der Beton aus den Versuchen der Forscher mit Blut und Urin wies mit etwa 40 MPa auch eine höhere Festigkeit als herkömmliche Mischungen auf. Für den Bau dieser Ziegel müssten Astronauten jedoch wiederholt ihre eigenen Körperflüssigkeiten ablassen, was als Nachteil angesehen wurde.
Der leitende Forscher des Starcrete-Projekts, Aled Roberts, räumt ein, dass die Verwendung von Kartoffelflocken der Verwendung von Blut und Urin vorzuziehen ist. "Astronauten möchten wahrscheinlich nicht in Häusern leben, die aus Schorf und Urin bestehen" , sagte er in einer Presseerklärung(öffnet im neuen Fenster) .