کشف راهکاری نوین برای سکونت پایدار در ماه

آمریکا و چین در تلاش‌اند تا یک سکونت‌گاه دائمی بر سطح ماه ایجاد کنند. اما با توجه به هزینه‌های سرسام‌آور انتقال مصالح از زمین، محققان به دنبال منابعی در سطح خود ماه برای ساخت این زیستگاه‌ها هستند.

به گزارش تکناک، اکنون، تحقیقات جدید نشان می‌دهد که باکتری‌ها می‌توانند در تقویت و ترمیم آجرهای ساخته‌شده از خاک ماه (رگولیت) نقش مؤثری ایفا کنند. این روش می‌تواند موجب ساخت سکونت‌گاه‌هایی مقاوم و پایدار شود و اثرات نامطلوب محیط ماه را کاهش دهد.

آجرسازی با خاک شبیه‌سازی‌شده ماه

محیط ماه چالش‌های بزرگی برای سکونت انسان ایجاد می‌کند. نوسانات دمایی شدید بین ۱۲۱ درجه سانتی‌گراد در روز و ۱۳۳- درجه سانتی‌گراد در شب، به همراه نبود میدان مغناطیسی برای محافظت در برابر پرتوهای مضر کیهانی، از جمله موانع اساسی سکونت در ماه هستند.

با وجود این چالش‌ها، برنامه آرتمیس ناسا به دنبال ایجاد یک پایگاه دائمی بر سطح ماه است. در این راستا، محققان مؤسسه علوم هند (IISc) موفق به توسعه روشی کم‌هزینه و دوستدار محیط‌زیست برای تولید آجر از خاک شبیه‌سازی‌شده ماه و مریخ شده‌اند.

آن‌ها از باکتری Sporosarcina pasteurii برای تولید بلورهای کربنات کلسیم استفاده کرده‌اند. این بلورها به همراه گوارگام باعث اتصال ذرات خاک شده و جایگزین مناسبی برای سیمان ارائه می‌دهند.

علاوه بر این، محققان از روشی به نام زینترینگ (Sintering) استفاده کردند که طی آن خاک شبیه‌سازی‌شده ماه را با الکل پلی‌وینیل ترکیب کرده و در دمای بالا حرارت دادند تا آجرهایی با استحکام بالا تولید کنند.

دکتر آلُک کومار، نویسنده مسئول این تحقیق، می‌گوید: زینترینگ یکی از روش‌های کلاسیک آجرسازی است و آجرهایی با مقاومت بالا تولید می‌کند که حتی برای ساخت خانه‌های معمولی نیز مناسب هستند.

استفاده از باکتری‌ها برای خودترمیمی آجرهای ماه

اما مشکل آجرهایی که با روش زینترینگ تولید می‌شوند، شکنندگی بالا در برابر دمای شدید و شرایط سخت ماه است. در اینجا باکتری‌ها نقش حیاتی در ترمیم این آجرها ایفا می‌کنند.

دکتر کوشیک ویسواناتان، استاد دانشگاه و از پژوهشگران این مطالعه، توضیح می‌دهد: تغییرات دمایی در سطح ماه می‌تواند تأثیر شدیدی بر سازه‌ها بگذارد. آجرهای تولید شده با روش زینترینگ شکننده‌اند و اگر ترک بردارند، ممکن است ساختار کل زیستگاه به‌سرعت فرو بریزد.

برای بررسی روش‌های ترمیم، محققان به‌صورت مصنوعی ترک‌هایی در آجرهای ساخته‌ شده ایجاد کردند و سپس آن‌ها را با ترکیبی از باکتری S. pasteurii، گوارگام و خاک شبیه‌سازی‌شده ماه پر کردند.

نتایج آزمایش نشان داد که این باکتری به‌طور مؤثری ترک‌های ایجادشده را ترمیم کرده و کربنات کلسیم برای پر کردن شکاف‌ها تولید می‌کند. علاوه بر این، پلیمرهای تولیدشده توسط باکتری باعث چسبندگی بهتر ذرات خاک شده و استحکام آجرها را بازمی‌گرداند.

این آجرهای ترمیم‌شده توانستند دماهای بین ۱۰۰ تا ۱۷۵ درجه سانتی‌گراد را تحمل کنند، که نشان‌دهنده افزایش دوام و پایداری سازه‌های ماه‌نشین است.

آزمایش باکتری‌ها در فضا؛ گام بعدی تحقیق

یکی از چالش‌های کلیدی این روش، بررسی عملکرد باکتری S. pasteurii در فضا است. مشخص نیست که این باکتری در شرایط ریزگرانش (Microgravity) چگونه رشد می‌کند و آیا همچنان قادر به تولید کربنات کلسیم خواهد بود یا خیر.

به همین دلیل، محققان پیشنهاد کرده‌اند که یک آزمایش برای بررسی رشد این باکتری و تولید کربنات کلسیم در فضا، در مأموریت گاگانیان (Gaganyaan) هند انجام شود.

گاگانیان نخستین مأموریت فضایی سرنشین‌دار سازمان تحقیقات فضایی هند (ISRO) است که هدف آن ارسال فضانوردان هندی به مدار زمین و بازگرداندن ایمن آن‌ها است.

استفاده از باکتری برای ساخت و ترمیم آجرهای مناسب ماه، یک قدم مهم برای ایجاد زیستگاه‌های پایدار روی ماه است. این روش هم هزینه‌ها را کاهش می‌دهد و هم نیاز به انتقال مصالح از زمین را کم می‌کند. همچنین، باعث می‌شود سازه‌های ساخته‌شده روی ماه دوام بیشتری داشته باشند.

با آزمایش این فناوری در فضا، می‌توان راه را برای ایجاد پایگاه‌های دائمی بر سطح ماه و حتی مریخ هموار کرد.