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火星土可制砖头 它可是科学家的心头好

综合媒体

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火星土壤能制砖 移民红色星球盖楼不再难!

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【新知关键词:火星土壤砖】

太阳系内,有颗红色星球一直是科学家们的“心头好”,它就是火星。它的表面覆满沙丘,砾石遍布,是个名副其实的沙漠行星。虽然,2015年美国宇航局宣布,发现火星上有流动的液态水,但它大气稀薄,气候寒冷,二氧化碳和沙尘终年不断。想要变成适宜人居的星球,首先需要搭建防范尘暴的坚固建筑。来自美国加州大学的工程师最新证明,火星土壤能够用来制造砖头,而且质量不错!

一种用火星土壤制成砖头的方法

据美国科技博客“起点网”最新报道,美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校的工程师们,受美国航空航天局NASA资助,研发出一种用火星土壤制成砖头的方法。相关论文已发表于4月27日的《自然科学报告》杂志上。

火星是众多科幻作品中,人类移民的最终目的地。人们幻想在火星上建立乐园,但达成目标的困难不少,主要集中在两个方面:第一是火星大气层很少,第二是火星没有完整磁场。后者可以通过人造磁场或引入人造月球来解决,但前者却需要足够设备培育植物,重构大气。

有人疑惑,难道要用飞船往返运输地球物资到火星吗?这方法虽可行,但不现实。因为火星轨道呈椭圆形,与地球间的距离始终在变化,最近距离约为5500万公里,最远距离则超过4亿公里。现有飞船到达火星最快要用7个月,来回平均要花2年左右。一旦火星移动到远距离位置后,飞行时间将变得更长。

所以,NASA认为与其运输物资,不如利用当地资源,比如火星土壤。火星表面的土壤中含有大量氧化铁,在太阳光紫外线的长期照射下,已经固化为一层红黄相间的氧化物。研究者提出,将这样的火星土壤转化为坚固的建筑材料,并不需要像在地球上那样使用砖窑或添加剂,而是施力压缩土壤即可,相当于“来一锤子”那样简便。

火星砖头的强度甚至超过了钢筋混凝土

加州大学工程师们最初的研究目的并非火星,而是制砖,即如何减少工厂制砖过程中用到的聚合物,因此使用火星土壤模拟物进行实验。后者是地球各类岩石的集合,化学成分与火星尘土相似,颗粒大小也与之相近。工程师们对模拟材料研究了一段时间之后,发现只需添加适当压力就足以使土壤变成细小而坚硬的块状物,其强度甚至超过了钢筋混凝土。

研究论文的第一作者表示,火星探险者们非常勇敢,必将成为移民的先驱者,能够成为他们的制砖供应商,自己感到非常荣幸。具体的制砖过程可分为两个步骤,第一步是将土壤放置在弹性容器中,比如橡胶管,第二步是进行强力压缩,比如用一个5公斤重的锤子从1米高处落下就能压缩好一块扁平的圆形土壤样品。

来自圣地亚哥分校,担任该项目首席研究员的结构工程师在采访中表示,这与在地球上制作建筑材料显著不同。通常情况下,土壤颗粒必须与一些特殊类型的黏合剂混搭,才能保持刚性。黏合剂的作用有点像胶水,能把材料固定在一起。在火星土壤模拟物中,恰好有一种特殊的化学成分,如同天然黏合剂一样,使实验土壤被压实后,具备强度。

他还表示,火星土壤模拟物的性质与真正的火星土壤还是有本质上的差异,但如果新的制砖技术被证明可能适用于火星土壤,这对任何一位梦想移民火星的人来说都是好消息。未来,人们在火星上的生活将需要大量设备,单纯依靠地球发射运输的话,不仅流程复杂而且代价昂贵。生活离地球越远的人,就应当越少依赖运输材料,否则无法开拓生存空间。

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