Znanstvenici žele pronaći način da na Marsu proizvedu vlastite građevinske materijale. Novi eksperimenti pokazuju da bi se iz crvene prašine Marsa mogao dobiti čelik i drugi metali, što bi jednog dana moglo omogućiti gradnju naselja bez skupog transporta sa Zemlje.
Ideja o naseljavanju Marsa nije više samo predmet znanstvene fantastike; to je cilj milijardera, svemirskih agencija i zaljubljenika u međuplanetarna putovanja. No svaka kolonija zahtijeva goleme količine materijala, a njihovo slanje sa Zemlje je preskupo. Primjer: NASA je za isporuku jedne tone rovera Perseverance na Mars potrošila oko 243 milijuna američkih dolara.
Ako na Marsu želimo graditi nastambe za ljude, a ne mrave, moramo pronaći način da koristimo ono što je već tamo.
Australski znanstvenik, dr. Deddy Nababan, postdoktorski istraživač CSIRO-a i alumnus sveučilišta Swinburne, godinama razmišlja o tom problemu. Njegov odgovor skriva se u marsovskom tlu, poznatom kao regoliti.
“Slanje metala sa Zemlje na Mars možda je tehnički izvedivo, ali nije isplativo. Zamislite da morate dopremiti stotine tona metala – to jednostavno nema smisla”, objašnjava Nababan. “Umjesto toga, trebamo koristiti ono što je već tamo. To se zove in-situ resource utilization ili ISRU – korištenje lokalnih resursa.”
On se bavi područjem koje nosi naziv astrometalurgija, proizvodnja metala izvan Zemlje.
Mars kao prirodna tvornica metala
Mars sadrži sve potrebne sastojke za dobivanje metala. U regolitu se nalaze oksidi bogati željezom, a ugljik iz njegove tanke atmosfere može poslužiti kao redukcijsko sredstvo u proizvodnji.
Profesor Akbar Rhamdhani, stručnjak za astrometalurgiju sa Sveučilišta za tehnologiju Swinburne, udružio je snage s dr. Nababanom kako bi razvio postupak prerade marsovskog tla. U istraživanjima su koristili simulirani regolit, umjetno stvoren materijal koji vjerno oponaša sastav tla na Marsu, i na Zemlji testirali koliko je proces izvediv. Rezultate su objavili u dva znanstvena rada u časopisu Acta Astronautica (ovdje i ovdje).
“Odabrali smo simulant koji po svojstvima odgovara regolitu u Galeovom krateru na Marsu i obradili ga u uvjetima koji oponašaju marsovsku površinu. Tako smo dobili realnu sliku o tome kako bi postupak funkcionirao izvan Zemlje”, rekao je Rhamdhani.
Materijal je stavljen u komoru pod pritiskom sličnim onome na Marsu i postupno zagrijavan. Pokazalo se da se čisti željezni metal počinje stvarati pri oko 1.000 °C, dok su se legure željeza i silicija pojavljivale pri temperaturama oko 1.400 °C.
“Na dovoljno visokim temperaturama svi su se metali spojili u jednu veću kapljicu, koju je zatim moguće odvojiti od tekuće troske – isto kao što to radimo na Zemlji”, pojasnio je profesor.
Na projektu sudjeluje i dr. Mark Pownceby iz CSIRO-a. Tim nastoji usavršiti proces kako bi bio potpuno bez otpada, gdje bi nusproizvodi mogli poslužiti za izradu drugih korisnih materijala.
Svaki kilogram vrijedi zlata
U svemirskim misijama svaki kilogram ima cijenu. Iako troškovi lansiranja polako padaju, zahtjevi ljudskog istraživanja ostaju ogromni. Zbog toga je ISRU postao jedno od najzanimljivijih područja svemirske tehnologije.
Prvi uspješan primjer korištenja lokalnih resursa već imamo: eksperiment MOXIE na roveru Perseverance uspio je proizvesti kisik koristeći samo ugljikov dioksid iz marsovske atmosfere.
Sljedeći korak je proizvodnja metala. Profesor Rhamdhani vjeruje da bi legure dobivene na Marsu mogle služiti za izgradnju oklopa istraživačkih stanica, za opremu za iskopavanja i druge vitalne sustave.
“Naravno, postoje izazovi. Trebamo bolje razumjeti kako bi se takvi materijali ponašali s vremenom i možemo li proces u potpunosti reproducirati u uvjetima na Marsu”, kaže Rhamdhani.
Unatoč tomu, istraživači ubrzavaju rad. Nedavno su Rhamdhani, Nababan i dr. Matt Shaw iz CSIRO-a održali četverodnevnu radionicu o astrometalurgiji u Južnoj Koreji, a zanimanje međunarodnih stručnjaka bilo je veliko.
“Vidimo rastući interes diljem svijeta jer se ozbiljno razmišlja o istraživanju i kolonizaciji Marsa”, naglašava profesor. “Za to će trebati stručnjaci iz raznih područja – rudarstva, inženjerstva, geologije i drugih disciplina.”
Za dr. Nababana, ovaj rad ima i širi smisao. On se nada da će istraživanja pomoći i zemaljskoj metalurgiji.
“Želim pridonijeti razvoju svemirskih istraživanja, ali i da ta znanja na kraju unaprijede ljudski život ovdje na Zemlji”, poručuje Nababan.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
