Những vật liệu con người có thể dùng trên Sao Hỏa

Khi chứng kiến nhiều tiến bộ gần đây trong công nghệ vũ trụ, chúng ta thấy việc biến Sao Hỏa thành miền đất mới đang ngày một khả thi hơn. Nhưng việc “thuộc địa hóa” Sao Hỏa không chỉ là việc chế tạo những con tàu để bay tới đó, mà còn kéo theo nhiều vấn đề liên quan như làm cách nào để xây những căn cứ và thị trấn trên đó. Đặc biệt việc lựa chọn loại vật liệu không phải là chuyện dễ do người ta sẽ phải cân đo đong đếm giữa việc tận dụng các vật liệu có ở tại chỗ và những thứ đem từ Trái Đất tới. Dựa theo kinh nghiệm từ những gì con người làm trên Trái Đất, có 7 loại vật liệu được coi là khá tiềm năng để xây cất nhà cửa trên Sao Hỏa.

Đất Sao Hỏa

Giống như cách con người xây nhà khi bắt đầu có nền văn minh, đất luôn là thứ đầu tiên cần tận dụng trước khi có những vật liệu tốt hơn. Sao Hỏa có rất nhiều đất khi diện tích của nó là 144,3 triệu km² - không ít hơn là mấy so với diện tích đất liền trên Trái Đất (148,9 triệu km²). Chúng là những vật liệu phong hóa có thành phần từ bụi Sao Hỏa và trầm tích từ gió, quặng khoáng sản hoặc từ các dòng sông cổ đại. Dù nó khá bở nhưng người ta tin là vẫn dùng xây nhà được, miễn là nó phải được nén thật chặt bằng công cụ cơ học đem từ Trái Đất tới để nặn thành những viên gạch.

Dựa trên thông tin thu được từ các tàu thăm dò, người ta còn tạo ra những phiên bản nhân tạo của đất Sao Hỏa để hiểu thêm về những vấn đề sẽ đối mặt khi dùng chúng để xây cất dưới môi trường áp suất thấp, trọng lực yếu, lạnh khô và bão bụi. Nói chung sẽ không quá lo những ngôi nhà làm bằng loại đất này dễ sụp, bởi Sao Hỏa không có mưa và gió bão cũng không mạnh như trên Trái Đất.

Đất Sao Hỏa mô phỏng

Đá bazan

Sau đất là đá, vật liệu chắc chắn rất lý tưởng để xây dựng. Khi một núi lửa phun trào thì phần dung nham nguội đi sẽ biến thành đá bazan. Đá này khá phổ biến trên Sao Hỏa, khi được nung nóng và ép chặt thì nó có thể được dùng làm vật liệu cách nhiệt và bảo vệ mặt ngoài cho các công trình.

Tro núi lửa

Dung nham nóng chảy không chỉ tạo thành đá, nó còn bị phân rã thành tro bụi với thành phần thường là silic dioxit (SiO₂) và nhôm oxit (Al₂O₃). Và khi tro này kết hợp với vôi tôi sẽ tạo ra chất ngậm nước của các muối canxi silicat và canxi aluminat. Những chất này có khả năng kết dính cũng như cứng lại để tạo ra một kết cấu chắc chắn, nên chúng thường được dùng làm phụ gia để tăng độ bền cho bê tông.

"Bê tông" Sao Hỏa

Bên cạnh các chất có sẵn thì bê tông là loại vật liệu cao cấp hơn để xây nhà và điều thú vị là Sao Hỏa cũng cung cấp nguyên liệu để làm ra nó dù khá hạn chế. Để làm bê tông thì chúng ta cần dùng cốt liệu (chiếm từ 60-80%) được lấy từ đất cát và đá của Sao Hỏa, tiếp theo là nước có thể được tổng hợp từ chỏm băng ở hai cực và cuối cùng là chất kết dính, được làm từ lưu huỳnh nung chảy và trộn với đất Sao Hỏa.

Kim loại

Khó mà có sẵn kim loại nguyên chất trên Sao Hoả, nhưng người ta có thể khai thác các mỏ quặng chứa oxit của chúng. Những mỏ chứa oxit thường gặp nhất trên Sao Hỏa là hematite (Fe₂O₃), magnetit (Fe₃O₄), quặng oxit nhôm và đặc biệt là quặng olivine - một loại khoáng chất chứa cả silic, magiê lẫn sắt. Sau đó người ta có thể chiết xuất kim loại nguyên chất và tạo hợp kim để làm khung thép cho các công trình.

Nấm biến đổi gen

Nấm biến đổi gen là loại nấm đã chỉnh sửa gen để tăng sức chịu lạnh, khô hạn và bức xạ cao. Đồng thời nó cũng có thể dùng làm vật liệu như gạch, da giả và chất cách nhiệt. NASA đang nghiên cứu kịch bản sau: đem nấm ngủ đông lên Sao Hỏa, khi tới nơi thì tưới nước và chất dinh dưỡng để nó phát triển thành vật liệu xây dựng. Khi đã hình thành cấu trúc thì nung nóng nó để không phát tán ra môi trường xung quanh. Hiện một loài nấm là Rhinocladiella đã được thử nghiệm trong điều kiện khắc nghiệt như Sao Hỏa nhưng còn sống tới 80%!

Nhựa sinh học

Mới đây các nhà nghiên cứu từ Đại học Harvard còn phát hiện ra một vật liệu mới rất tiềm năng để dùng trên Sao Hỏa: nhựa sinh học. Họ đã nuôi cấy tảo xanh dunaliella tertiolecta bên trong một cái bình nhỏ làm bằng nhựa sinh học có thể phân hủy (làm từ axit polylactic) và đặt nó trong một cái buồng giống như tủ đông. Rồi họ thiết lập môi trường trong buồng sao cho giống điều kiện Sao Hoả: áp suất 600 Pascal (0,006 atm), nồng độ CO₂ đạt 98% và rất lạnh. Bất chấp sự khắc nghiệt đó họ thấy tảo vẫn quang hợp được. Như vậy nhựa sinh học có thể dùng để làm các phòng nuôi cấy thực vật trên Sao Hỏa.

Mỗi loại vật liệu đều có ưu và nhược điểm riêng. Nhưng nhìn chung ban đầu thì phần lớn có lẽ phải đem từ Trái Đất tới để làm nền tảng và sau đó giảm dần, đi kèm với các phương thức sản xuất tại chỗ để giúp "thuộc địa" mới tự cung tự cung tự cấp 100%.

Theo ParametricArchitecture, Space, NASA, TINHTE