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火星造屋指南

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火星造屋指南

定居火星不是梦。

图片来源:网络

太阳系最大的峡谷——火星“Valles Marineris”峡谷。图片来源:NASA

试着不用地球人修建房子的材料来打造一间房子。

这是宇航员移民火星时要面对的第一个挑战,他们要么带全需要的材料,要么利用火星上的材料。NASA最近给一个3D打印的冰屋设计颁发了奖项,这项设计充分利用了火星上的水资源,并打造出一间安全、抗辐射的居住所。但对于太空移民者来说,水将是维持生活的重要资源。

西北大学的研究者则提拱了另一种方式:硫磺混凝土。在地球上,混凝土是现代建筑的基础材料,通常以水、水泥和沙砾混合而成。 硫磺是火星上的常见材料,它可以代替水的作用,将水泥凝结在一起。在上个月的《建筑材料》杂志发表的一项研究中,科学家实验了不同种类的模拟火星土壤与硫磺结合的效果,找到了制造稳定混凝土的配方。

硫磺混凝土已经存在了几十年,一般用来制造水管和人造珊瑚礁,所以这种方法比较直接。模拟火星土壤与真正的火星土壤有着相似的化学和矿物成分,现在已经可以直接从网上购买了。因此,研究者将模拟火星土壤与硫磺以不同比例结合,然后对其进行了实地和电脑分析。

硫磺与火星模拟土壤混合后的结果比地球上的混凝土坚固两倍,西北大学土木与环境工程教授Gianluca Cusatis说道。他认为这是因为硫磺将火星土壤中的矿物质以化学方式黏合起来了,而在地球上,硫磺只能起到了黏合沙砾的作用。此外,因为火星上的重力只有地球上的三分之一,因此黏合力也相应地翻了三倍。

这种黏合力使得硫磺混凝土完全可以用来修建房屋,而且这种材料的凝固时间仅仅需要不到一个小时,Cusatis说道,地球上凝固速度最快的混凝土也需要24-48小时,普通的混凝土则需要至多28天来凝固。因此,硫磺混凝土也成为3D打印的首选,当然最重要的原因是其材料都可以就地获得。

“所有的材料都可以就地获得,所以无需携带,建筑过程也更为合理,”Cusatis说,“不过,你可能需要一个太阳能板,使用太阳的热能来融化硫磺。”

硫磺混凝土可以融化后重组,因此可以循环使用。Cusatis注意到这种材料的唯一缺陷是无法耐受高温,因为高温会融化这种材料。未来的研究将会把重点放在如何使这种混凝土材料更耐高温。研究者还将进一步了解其核心化学反应过程,以便提高生产过程的速度和效率。

这种材料看起来很有前景。NASA可以提前运送一批机器人上火星,并用当地的硫磺混凝土打印出建筑结构,等到人类抵达火星时,便可以直接组装出一个无懈可击的房屋。修建完毕后,他们就可以喝一杯火星水啦。

(翻译:李思璟)

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来源:citylab

原标题:How to Build a House on Mars Using Only Materials on Mars

本文为转载内容,授权事宜请联系原著作权人。

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太阳系最大的峡谷——火星“Valles Marineris”峡谷。图片来源:NASA

试着不用地球人修建房子的材料来打造一间房子。

这是宇航员移民火星时要面对的第一个挑战,他们要么带全需要的材料,要么利用火星上的材料。NASA最近给一个3D打印的冰屋设计颁发了奖项,这项设计充分利用了火星上的水资源,并打造出一间安全、抗辐射的居住所。但对于太空移民者来说,水将是维持生活的重要资源。

西北大学的研究者则提拱了另一种方式:硫磺混凝土。在地球上,混凝土是现代建筑的基础材料,通常以水、水泥和沙砾混合而成。 硫磺是火星上的常见材料,它可以代替水的作用,将水泥凝结在一起。在上个月的《建筑材料》杂志发表的一项研究中,科学家实验了不同种类的模拟火星土壤与硫磺结合的效果,找到了制造稳定混凝土的配方。

硫磺混凝土已经存在了几十年,一般用来制造水管和人造珊瑚礁,所以这种方法比较直接。模拟火星土壤与真正的火星土壤有着相似的化学和矿物成分,现在已经可以直接从网上购买了。因此,研究者将模拟火星土壤与硫磺以不同比例结合,然后对其进行了实地和电脑分析。

硫磺与火星模拟土壤混合后的结果比地球上的混凝土坚固两倍,西北大学土木与环境工程教授Gianluca Cusatis说道。他认为这是因为硫磺将火星土壤中的矿物质以化学方式黏合起来了,而在地球上,硫磺只能起到了黏合沙砾的作用。此外,因为火星上的重力只有地球上的三分之一,因此黏合力也相应地翻了三倍。

这种黏合力使得硫磺混凝土完全可以用来修建房屋,而且这种材料的凝固时间仅仅需要不到一个小时,Cusatis说道,地球上凝固速度最快的混凝土也需要24-48小时,普通的混凝土则需要至多28天来凝固。因此,硫磺混凝土也成为3D打印的首选,当然最重要的原因是其材料都可以就地获得。

“所有的材料都可以就地获得,所以无需携带,建筑过程也更为合理,”Cusatis说,“不过,你可能需要一个太阳能板,使用太阳的热能来融化硫磺。”

硫磺混凝土可以融化后重组,因此可以循环使用。Cusatis注意到这种材料的唯一缺陷是无法耐受高温,因为高温会融化这种材料。未来的研究将会把重点放在如何使这种混凝土材料更耐高温。研究者还将进一步了解其核心化学反应过程,以便提高生产过程的速度和效率。

这种材料看起来很有前景。NASA可以提前运送一批机器人上火星,并用当地的硫磺混凝土打印出建筑结构,等到人类抵达火星时,便可以直接组装出一个无懈可击的房屋。修建完毕后,他们就可以喝一杯火星水啦。

(翻译:李思璟)

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原标题:How to Build a House on Mars Using Only Materials on Mars

本文为转载内容,授权事宜请联系原著作权人。