Plus de 50 ans après que le premier homme a posé le pied sur la Lune, l’humanité se prépare à franchir les prochaines grandes étapes de l’exploration spatiale. La Lune et, à terme, Mars, seront les premières destinations de l’homme.
Les scientifiques ont testé différents matériaux pour la construction de tels habitats sur Mars. Une innovation dans ce domaine émane de scientifiques de l’université de Manchester. Ils ont mis au point un nouveau « béton cosmique » composé de poussière extraterrestre, selon un communiqué de presse.
Étant donné qu’aucun retour rapide sur Terre n’est possible lors de ces missions dans l’espace lointain, il est important de s’appuyer sur des matériaux que l’on peut trouver sur place. L’exportation de matériaux d’infrastructure depuis la Terre serait d’un coût prohibitif pour les agences spatiales.
Le nouveau béton spatial est plus résistant que le béton ordinaire
Le nouveau matériau est connu sous le nom de « StarCrete« . Outre la poussière extraterrestre, il est composé de fécule de pomme de terre et de sel.
En le mélangeant à de la poussière simulée de Mars, l’équipe a démontré que la fécule de pomme de terre agit comme un agent liant pour ce béton. Le matériau obtenu est deux fois plus résistant que le béton ordinaire et peut être utilisé pour la construction sur les mondes extérieurs.
L’étude indique que StarCrete a une résistance de 72 mégapascals (MPa), alors que le béton ordinaire a une résistance de 32 MPa. Lorsqu’il a été testé avec de la poussière de lune, le StarCrete a surpassé tous les autres avec une résistance de 91 MPa.
D’après les calculs, un sac de pommes de terre de 25 kg contient suffisamment d’amidon pour produire près d’une demi-tonne de StarCrete, soit 213 briques. Les chercheurs ont également découvert que le sel ordinaire (chlorure de magnésium, que l’on trouve sur Mars) et les larmes des astronautes pouvaient contribuer à améliorer la résistance de ce matériau.
Auparavant, l’équipe avait testé le sang et l’urine humains comme agents liants, mais cela n’est pas pratique pour des travaux à grande échelle et la santé des astronautes pourrait être mise en danger dans un environnement spatial difficile.
« Étant donné que nous produirons de l’amidon pour nourrir les astronautes, il était logique de l’utiliser comme agent liant plutôt que le sang humain. Par ailleurs, les technologies de construction actuelles nécessitent encore de nombreuses années de développement, une énergie considérable et des équipements de traitement lourds supplémentaires, ce qui augmente le coût et la complexité d’une mission. StarCrete ne nécessite rien de tout cela, ce qui simplifie la mission et la rend moins chère et plus réalisable », a déclaré dans un communiqué le Dr Aled Roberts, de l’université de Manchester et chercheur principal pour ce projet.
En outre, StarCrete pourrait constituer une alternative plus écologique au béton traditionnel utilisé sur Terre. La production de ciment et de béton représente environ 8 % des émissions mondiales de CO2. À l’issue de cette étude, l’équipe poursuivra ses expériences pour améliorer la résistance de StarCrete en vue d’une utilisation future.
L’étude a été publiée dans la revue Open Engineering.
Résumé de l’étude :
Des capacités technologiques robustes et abordables sont nécessaires avant de pouvoir établir une présence humaine durable sur les surfaces lunaires et martiennes. L’un des principaux défis consiste à produire des matériaux structurels très résistants à partir de ressources in situ, afin de doter les habitats spacieux d’un bouclier radiologique adéquat. Idéalement, la production de ces matériaux se fera par des procédés relativement simples, à faible consommation d’énergie, qui soutiennent d’autres systèmes critiques. Nous démontrons ici l’utilisation de l’amidon ordinaire comme liant pour le régolithe extraterrestre simulé afin de produire un matériau biocomposite très résistant, appelé StarCrete. Grâce à cette technique, l’amidon excédentaire produit comme nourriture pour les habitants pourrait être utilisé pour la construction, intégrant deux systèmes critiques et simplifiant de manière significative l’architecture nécessaire pour soutenir les premières colonies extraterrestres. Après optimisation, le StarCrete lunaire et martien a atteint des résistances à la compression de 91,7 et 72,0 MPa, respectivement, ce qui est bien dans le domaine du béton à haute résistance (>42 MPa) et surpasse la plupart des autres solutions technologiques proposées, bien qu’il s’agisse d’un processus relativement peu énergivore. La résistance à la flexion du StarCrete lunaire et martien, respectivement de 2,1 et 8,4 MPa, était également comparable à celle du béton ordinaire
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