Rewolucja w budownictwie. Tak będziemy stawiać budynki na Księżycu

Gdy w 1969 roku Neil Armstrong stawiał pierwszy krok na Księżycu, jego słynne słowa o małym kroku dla człowieka i wielkim skoku dla ludzkości miały w sobie coś z poezji. Dziś, pół wieku później, w dobie misji Artemis i rosnących ambicji kosmicznych, poezja ustępuje miejsca inżynierii. Marzenia o kolonizacji Księżyca stają się planami operacyjnymi, a ich najbardziej pragmatycznym symbolem jest… beton. Tak, beton. Nie futurystyczne nanomateriały, nie magiczne kopuły z grafenu. Przyszłość ludzkości w kosmosie może być zbudowana z czegoś tak przyziemnego jak szary blok księżycowego betonu.

Tylko beton, czy aż beton?

Na pierwszy rzut oka brzmi to jak paradoks – po co wieźć cywilizację na inne ciała niebieskie, skoro mamy ją tu, na Ziemi, i wiemy, z czego zbudowana jest jej infrastruktura? Problem w tym, że przeniesienie tej cywilizacji w kosmos oznacza także konieczność zbudowania jej fundamentów od zera – dosłownie. A koszt przetransportowania jednego kilograma ziemskiego materiału budowlanego na Księżyc wynosi obecnie około 1,2 miliona dolarów. Nietrudno policzyć, że nawet najskromniejszy domek z cementu byłby bardziej kosztowny niż całe osiedle w centrum Nowego Jorku.

I tu właśnie na scenę wkracza to, co leży pod nogami przyszłych astronautów – księżycowy regolit. Ten drobny, szklisty pył, powstały przez miliony lat wskutek uderzeń meteorytów, okazuje się być doskonałym kandydatem na lokalny materiał budowlany. Zamiast wieźć cegły z Ziemi, możemy zbudować domy z tego, co Księżyc sam oferuje. Idea ta nosi nazwę In-Situ Resource Utilization (ISRU), czyli wykorzystania zasobów na miejscu – i może być jedną z najbardziej rewolucyjnych koncepcji w historii architektury.

Księżycowy beton, pieszczotliwie nazywany „lunarcrete”, nie powstaje jednak ot tak. Badacze z różnych uczelni i agencji kosmicznych muszą mierzyć się z ogromem wyzwań – od zmienności składu mineralnego regolitu, przez brak atmosfery i ekstremalne wahania temperatury, aż po brak grawitacji, która – paradoksalnie – może niekiedy pomagać, a nie przeszkadzać. Na przykład niska grawitacja może ograniczać deformacje warstw podczas druku 3D, co na Ziemi bywa niemałym problemem.

Czytaj dalej poniżej

Rosja po rozmowach z NASA. Przedłużają współpracę Patryk Łobaza

Pierwszy lot Eris zakończył się fiaskiem – co poszło nie tak? Jakub Szczęsny

Jest jeszcze sporo problemów do rozwiązania

Samo wiązanie betonu to kolejny kłopot. Tradycyjny cement potrzebuje wody – a ta na Księżycu jest równie cenna co złoto. Dlatego inżynierowie z Louisiana State University zaproponowali rozwiązanie na miarę science-fiction – beton bez kropli wody, z wykorzystaniem siarki. Podgrzana do temperatury topnienia, siarka łączy drobinki regolitu w trwałe struktury, które mogą wytrzymać próby próżni, mrozu i promieniowania. A przy okazji – mogą zrewolucjonizować budownictwo również na Ziemi, szczególnie w regionach dotkniętych suszą lub nadmiarem siarki, jak Bliski Wschód.

Równolegle naukowcy z Middle Tennessee State University odtwarzają w laboratoriach procesy wytwarzania „moon beams” – dosłownie księżycowych belek. Brzmi to nieco poetycko, lecz w rzeczywistości chodzi o wysoce wytrzymałe komponenty, które mogłyby stanowić elementy dróg, lądowisk czy osłon przeciwwybuchowych. Europejska Agencja Kosmiczna z kolei tworzy cegły przypominające klocki LEGO – nie tylko funkcjonalne, ale i inspirujące kolejne pokolenia naukowców.

Nie brak sceptyków, którzy przypominają, że testy przeprowadzane na symulantach regolitu nie zawsze oddają pełnię chemii prawdziwego księżycowego gruntu. Dopiero bezpośrednie testy na Księżycu pokażą, czy technologia lunarcrete rzeczywiście zda egzamin. Ale nawet jeśli nie – wiedza zdobyta w tych eksperymentach ma ogromną wartość. Odporność na ekstremalne warunki może przydać się w budownictwie na naszej planecie, na przykład w rejonach dotkniętych kataklizmami lub brakiem infrastruktury.

Grafika: NASA