Imagine que você acabou de chegar a Marte como parte do primeiro contingente de colonos. Seu primeiro desafio: construir um habitat de longo prazo utilizando materiais locais. Isso pode incluir água das calotas polares misturada com solos superficiais específicos. Eles podem até exigir algumas contribuições muito pessoais – seu sangue, suor e lágrimas. Usando tal no local materiais é o desafio que uma equipe de engenheiros iranianos estudou em um projeto de pesquisa que analisou materiais locais em Marte.
No local a utilização de recursos sempre fez parte dos cenários de missão e colonização de Marte. É caro trazer consigo materiais de construção de habitat e o espaço será limitado a bordo do navio. Depois de se estabelecer em Marte, você poderá usar sua nave como habitat até construir sua nova colônia. Mas a partir do que você vai criar novas casas?
Cimento ou concreto vêm à mente, feitos com qualquer coisa disponível na superfície ou logo abaixo dela. Os autores do estudo, Omid Karimzade Soureshjani, Ali Massumi e Gholmreza Nouri, concentraram-se no cimento marciano. Eles reuniram conjuntos de dados sobre a composição do solo de sondas e orbitadores de Marte e criaram uma coleção de tipos concretos que os futuros colonos poderiam usar. Em seguida, eles aplicaram princípios de engenharia estrutural e sugeriram algumas opções para construção no local usando os chamados diagramas e gráficos de aranha/radar. Isso permite que os planejadores de construção apliquem dados para diferentes conceitos da arquitetura de Marte.
Construindo aquela cidade de Marte
Os autores, como a maioria de nós, prevêem assentamentos permanentes nas próximas décadas. Eles escrevem: “O objetivo seria estabelecer uma cidade autossustentável (megabase autossuficiente) na superfície de Marte, acomodando pelo menos um milhão de pessoas. No entanto, construir edifícios seguros, estáveis e suficientes que possam suportar o ambiente hostil de Marte para uma população deste tipo será um desafio. Devido aos elevados custos associados à importação de edifícios, materiais e elementos estruturais da Terra, é necessário construir todos os edifícios no local utilizando recursos locais.”
Vejamos a usabilidade e a relação custo-benefício do solo marciano (regolito). Quimicamente, é rico nas quantidades certas de elementos para fazer diferentes tipos de concreto. É claro que nem todos os regolitos são igualmente úteis, por isso eles propõem varreduras de superfície para encontrar as melhores misturas de materiais de superfície. Presumivelmente, essas varreduras ajudarão os futuros habitantes a encontrar as melhores coleções. O acesso a essas matérias-primas de todo o planeta deverá torná-las, eventualmente, rentáveis.
Desafios para a construção de Marte
É claro que existem outros fatores além da disponibilidade de material em ação em tal projeto de construção. Aqui na Terra, temos séculos de experiência na construção deste poço gravitacional, com materiais familiares. Sabemos como construir coisas sob esta pressão atmosférica e não temos de enfrentar as duras condições de um planeta constantemente bombardeado pela radiação ultravioleta. Marte apresenta o desafio de criar edifícios que tenham de resistir a essa radiação, à menor pressão atmosférica e à escassez de água. Essa pressão e gravidade mais baixas em Marte poderiam afetar seriamente a durabilidade de um determinado concreto feito de materiais marcianos.
Além da geologia planetária e das condições da superfície, é necessária energia para coletar, processar e criar os materiais de construção necessários para uma habitação de longo prazo. Você precisa de uma fonte de energia simples e econômica – principalmente no início. Não é provável que as centrais nucleares sejam as primeiras da lista a serem construídas. Isso requer um número enorme de recursos. Talvez mais tarde possam ser construídos, mas não na primeira onda. A energia solar será o recurso “preferencial” no início. Além disso, para fazer cimento é preciso água. E a água é um recurso notavelmente escasso em grande parte de Marte, exceto nos pólos. Eles poderiam fornecer um pouco de água das calotas polares, mas você provavelmente desejará descobrir uma maneira de fazer um bom cimento com o mínimo de água.
Usando ligantes orgânicos para blocos de construção de casas da Mars
Curiosamente, os autores mencionam algo chamado “concreto de sangue”, ou sua versão moderna: AstroCrete. É um conceito baseado nas antigas práticas romanas de utilização de aditivos orgânicos em materiais de construção (pense: sangue animal, urina, etc.). Agora, eles não estão sugerindo que os futuros marcianos devam “sangrar pela sua arte”, mas nossos corpos produzem plasma com bastante facilidade. Poderia ser um recurso útil.
Uma substância chamada “albumina sérica humana” (HAS) está em estudo como aglutinante para misturar com materiais “AstroCrete”, juntamente com suor, lágrimas e urina. Tudo isso estará disponível em relativa abundância em futuros assentamentos em Marte. O AstroCrete feito de solos marcianos e “contribuições” humanas é um material de construção forte no qual você pode confiar para obter resistência (e espera que não cheire muito mal). Essencialmente, AstroCrete é um cimento sem água.
Explorando as possibilidades
Os autores estudaram 11 tipos de cimento, incluindo misturas de geopolímeros e sílica de magnésio, todos exigindo materiais específicos. Eles apontam que o concreto sulfuroso provavelmente será o caminho mais promissor para estruturas em Marte. Outros necessitarão de mais estudos e implementação para compreender a sua usabilidade nas condições marcianas. A longo prazo, pesquisar e compreender os materiais disponíveis no Planeta Vermelho ajudará os futuros colonos a construir os habitats e cidades necessários. Por fim, os autores apontam que é necessário um estudo adicional tanto dos materiais quanto do ambiente marciano usando dados de missões atuais e futuras. Vale a pena ler o artigo deles com mais detalhes.
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