Το φεγγάρι είναι μόνο η αρχή για αυτό το άνυδρο σκυρόδεμα

Ερευνητές ανέπτυξαν ένα νέο τύπο τσιμέντου, βασισμένο στο θείο, το οποίο δεν χρειάζεται νερό για να στερεοποιηθεί και μπορεί να εκτυπωθεί τρισδιάστατα. Αυτό το υλικό, ιδανικό για κατασκευές σε Σελήνη και Άρη, θα μπορούσε να επιταχύνει τις διαδικασίες κατασκευής και στη Γη, ιδιαίτερα σε περιοχές με έλλειψη νερού ή σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Η τεχνολογία αυτή είναι πολύ σημαντική για τα μελλοντικά διαστημικά προγράμματα, ενώ παράλληλα προσφέρει λύσεις και σε επίγεια προβλήματα. Περαιτέρω δοκιμές απαιτούνται, ωστόσο, για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας του υλικού σε πραγματικές συνθήκες σε άλλους πλανήτες.

 
Επιδράσεις της απουσίας νερού στην παραγωγή και τις ιδιότητες του σεληνιακού σκυροδέματος

Η απουσία νερού στη Σελήνη επιβάλλει την ανάπτυξη εναλλακτικών μεθόδων παραγωγής σκυροδέματος. Η παραδοσιακή μέθοδος απαιτεί μεγάλες ποσότητες νερού, πόρου που είναι δυσεύρετος στη Σελήνη και κρίσιμος για την υποστήριξη ζωής και την επιστημονική έρευνα.

Για να ξεπεραστεί αυτό το εμπόδιο, οι ερευνητές του LSU ανέπτυξαν ένα νέο τσιμέντο με βάση το θείο. Αυτό το τσιμέντο θερμαίνεται μέχρι να λιώσει και να δέσει τα υλικά χωρίς την ανάγκη για νερό. Συνδυάζεται με προσομοιωμένο σεληνιακό και αρειανό έδαφος για τη δημιουργία ενός εκτυπώσιμου σε τρισδιάστατο σκυροδέματος.

Η απουσία νερού δεν επηρεάζει μόνο τη διαδικασία παραγωγής, αλλά και τις ιδιότητες του σκυροδέματος. Το σκυρόδεμα με βάση το θείο μπορεί να αντέξει σε ακραίες θερμοκρασίες και στεγνώνει ταχύτερα από το παραδοσιακό σκυρόδεμα. Επίσης, η μειωμένη βαρύτητα της Σελήνης βοηθά στην αποφυγή παραμόρφωσης των στρώσεων κατά την τρισδιάστατη εκτύπωση.

Παρ ‘όλα αυτά, υπάρχουν ορισμένες ανησυχίες. Ο Philip Metzger, πλανητικός φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Κεντρικής Φλόριντα, επισημαίνει ότι η αποτελεσματικότητα του σκυροδέματος μπορεί να διαφέρει όταν χρησιμοποιείται πραγματικό σεληνιακό έδαφος αντί για προσομοιωμένο. Η χημική σύσταση του πραγματικού εδάφους μπορεί να απαιτήσει περαιτέρω βελτιώσεις στην τεχνολογία.

 
Εφαρμογές του νέου σκυροδέματος

Αυτό το νέο σκυρόδεμα με βάση το θείο έχει ποικίλες πιθανές εφαρμογές, τόσο στη Γη όσο και σε άλλους πλανήτες.

Στη Γη:

• Περιοχές με έλλειψη νερού: Το σκυρόδεμα αυτό δεν χρειάζεται νερό για να σκληρύνει, καθιστώντας το ιδανικό για περιοχές με έλλειψη νερού.
• Περιοχές με περίσσεια θείου: Περιοχές όπως η Μέση Ανατολή, όπου η παραγωγή πετρελαίου και φυσικού αερίου έχει οδηγήσει σε περίσσεια θείου, θα μπορούσαν να επωφεληθούν από αυτήν την τεχνολογία.
• Περιοχές που έχουν πληγεί από καταστροφές: Η ικανότητα γρήγορης κατασκευής με αυτό το σκυρόδεμα το καθιστά πολύτιμο σε περιοχές όπου οι αλυσίδες εφοδιασμού έχουν διακοπεί.
• Στρατιωτικές εφαρμογές: Η ταχεία κατασκευή καταφυγίων και αποθηκών θα μπορούσε να είναι μια σημαντική εφαρμογή για τον στρατό.

Σε άλλους πλανήτες:

• Σελήνη και Άρης: Η NASA ελπίζει να χρησιμοποιήσει το σκυρόδεμα αυτό για την κατασκευή υποδομών στο φεγγάρι και στον Άρη, καθώς η μεταφορά παραδοσιακού σκυροδέματος από τη Γη είναι εξαιρετικά δαπανηρή.
• Κατασκευή οικήματος και θωράκισης ακτινοβολίας: Το σκυρόδεμα αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή υψηλότερων κατασκευών, όπως οικήματα και θωράκιση από την ακτινοβολία.
• Δρόμοι και πλακόστρωτα: Η κατασκευή δρόμων προς χώρους εξόρυξης πάγου και πλακόστρωτων γύρω από τα οικήματα για τη δημιουργία ζωνών εργασίας χωρίς σκόνη θα μπορούσε να γίνει με αυτό το σκυρόδεμα.
• Επωφελείται από τη μειωμένη βαρύτητα: Η χαμηλότερη βαρύτητα σε άλλους πλανήτες, όπως η Σελήνη, μπορεί να βοηθήσει στην αποτροπή παραμόρφωσης των στρώσεων σκυροδέματος κατά την 3D εκτύπωση.

Ενώ οι δοκιμές με προσομοιωμένο έδαφος έχουν δείξει πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα, η αποτελεσματικότητα του σκυροδέματος μπορεί να αλλάξει όταν χρησιμοποιηθεί πραγματικό έδαφος από τη Σελήνη ή τον Άρη. Περαιτέρω δοκιμές με πραγματικό έδαφος θα είναι απαραίτητες για την πλήρη αξιολόγηση των δυνατοτήτων αυτής της τεχνολογίας.

 
Προκλήσεις και Μελλοντικά Βήματα για το Υδατοστεγές Σκυρόδεμα

Οι βασικές προκλήσεις και τα μελλοντικά βήματα για την τελειοποίηση της τεχνολογίας του υδατοστεγούς σκυροδέματος είναι:

• Δοκιμές σε πραγματικό έδαφος: Ενώ οι δοκιμές με προσομοιωμένο έδαφος είναι ενθαρρυντικές, η αποτελεσματικότητα του σκυροδέματος μπορεί να επηρεαστεί από τη χημεία του πραγματικού εδάφους στη Σελήνη και τον Άρη.
  • Απαιτούνται δοκιμές σε πραγματικές συνθήκες για την επιβεβαίωση της λειτουργικότητας και πιθανές τροποποιήσεις.
• Μεγέθυνση και αυτοματοποίηση: Η τρέχουσα έρευνα έχει επικεντρωθεί σε δομές μικρής κλίμακας.
  • Για την κατασκευή οικημάτων και άλλων μεγάλων κατασκευών, η τεχνολογία πρέπει να προσαρμοστεί σε ρομποτικά συστήματα μεγαλύτερης κλίμακας.
• Ενσωμάτωση με άλλες τεχνολογίες: Για επίπεδες κατασκευές, όπως πλατφόρμες προσγείωσης, η τεχνολογία laser που λιώνει το σεληνιακό έδαφος σε κεραμική δομή θεωρείται πιο κατάλληλη.
  • Η βέλτιστη αξιοποίηση του υδατοστεγούς σκυροδέματος απαιτεί συνδυασμό με άλλες τεχνολογίες.

Μελλοντικά βήματα:

• Δοκιμές σε μεγαλύτερους θαλάμους κενού: Η NASA σχεδιάζει να δοκιμάσει την κατασκευή σε μεγαλύτερους θαλάμους κενού για να προσομοιώσει πιο ρεαλιστικά τις συνθήκες του διαστήματος.
• Αποστολές στη Σελήνη και τον Άρη: Στόχος είναι η δοκιμή της τεχνολογίας με πραγματικό έδαφος σε μελλοντικές αποστολές.
• Εφαρμογές στη Γη: Η τεχνολογία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε περιοχές με έλλειψη νερού, σε καταστάσεις καταστροφών και για στρατιωτικές εφαρμογές.

Σημείωση: Οι πληροφορίες που παρέχονται βασίζονται αποκλειστικά στις πηγές που δόθηκαν από την πηγή  technologyreview.com