Slovák ukázal, z čoho budeme stavať domy na Marse. Materiál už leží priamo pod nohami

Budovanie permanentných ľudských obydlí na Marse či Mesiaci predstavuje jednu z najväčších výziev modernej astronautiky. Prekonanie obrovských vzdialeností a logistických obmedzení si vyžaduje zásadný posun od dovozu stavebných materiálov zo Zeme ku konceptu využívania miestnych zdrojov, známeho pod skratkou ISRU (In-Situ Resource Utilization).

Výskum anorganického chemika Viliama Pavlíka z Centra pre využitie pokročilých materiálov SAV ponúka pohľad na to, ako možno marťanský a mesačný regolit premeniť na funkčnú infraštruktúru a ako tento proces úzko súvisí s pokročilými vodíkovými technológiami. Na jeho výskum upozorňuje samotná Slovenská akadémia vied v tlačovej správe.

Pomôže marťanská voda

Kľúčovým prvkom pre mimozemskú výstavbu je regolit, teda nespevnená vrstva hornín a prachu pokrývajúca povrch Mesiaca aj Marsu. Fyzikálno-chemické rozbory ukazujú, že marťanská pôda disponuje osobitnými reologickými vlastnosťami. Pri miešaní s vodou reaguje s vlastnosťami pripomínajúcimi správanie cementových zmesí.

Hoci nejde o identické chemické reakcie ako pri klasickom hydratačnom procese cementu na Zemi, výsledná zmes po stuhnutí vykazuje štrukturálnu pevnosť. Pridaním plastifikátorov, prísad upravujúcich viskozitu a reológiu zmesi, vzniká substrát vhodný pre veľkoformátovú 3D tlač. Možno tak vytvárať nové nosné prvky, ochranné obvodové múry či podporné konštrukcie základní bez nutnosti dopravy ton stavebnej hmoty zo Zeme.

Samotný proces výstavby však bude plne automatizovaný. Zo Zeme bude potrebné dopraviť len technologické zariadenia, ako sú veľkorozmerné 3D tlačiarne, oceľové nosné prvky, špeciálne keramické vrtné a drviace nástroje určené na spracovanie tvrdej horniny a predovšetkým autonómne robotické jednotky. Vzhľadom na extrémne podmienky a pokrok v oblasti umelej inteligencie budú roboty vykonávať stavebné úkony autonómne, zatiaľ čo ľudský faktor bude plniť výhradne dohľadovú a riadiacu funkciu.

Neoddeliteľnou súčasťou realizácie stavebných prác a fungovania základne je prítomnosť vody. Voda sa na Mesiaci aj Marse nenachádza v kvapalnom stave, ale je viazaná v horninách alebo prítomná vo forme podpovrchového ľadu. Jej získavanie vyžaduje špeciálne ťažobné a extrakčné technológie schopné oddeliť molekuly vody od minerálnej matice.

Slovenská veda na svetovej úrovni

Získaná voda slúži nielen ako základná prísada do regolitových stavebných zmesí a pre životné funkcie posádky, ale aj ako zdroj pre energetické systémy základne prostredníctvom vodíkovej cyklistiky. Elektrolýzou vody pomocou elektród sa získava čistý vodík a kyslík.

SpaceX/Midjourney/Úprava redakcie

Vodík predstavuje vysokoefektívny nosič energie a zároveň slúži ako palivo. Spätným zlučovaním vodíka a kyslíka v palivových článkoch sa generuje elektrická energia, pričom jediným vedľajším produktom je opäť čistá voda.

Účinnosť celého cyklu závisí od efektivity elektrolyzérov. Výskum v SAV sa zameriava na vývoj pokročilých katalyzátorov nanášaných na elektródy, ktoré znižujú aktivačnú energiu potrebnú na rozklad vody a zvyšujú celkovú účinnosť výroby vodíka. Vyvíjané katalytické vrstvy dosahujú parametre vhodné na patentovú ochranu.

Pavlíkov výskum má priamy presah aj na pozemské aplikácie. Zefektívnenie elektrochemických procesov pri výrobe vodíka znižuje náklady na jeho produkciu, čo je kľúčový predpoklad pre rozvoj vodíkovej ekonomiky na Zemi a dosiahnutie konkurencieschopnosti vodíka voči konvenčným fosílnym palivám.

Čítajte viac z kategórie: Novinky