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Les briques fabriquées à partir de faux sol martien sont étonnamment solides

2021

3.0 - École d'ingénierie Jacobs, UC San Diego

Si vous pensez que construire une maison sur Terre est difficile, essayez d'en construire une sur Mars. Chaque livre de matériel que nous expédions sur la planète rouge coûtera des milliers de dollars. Les scientifiques veulent donc construire nos futures colonies martiennes avec des matériaux locaux, à savoir de la terre martienne. Mais c'est plus difficile que ça en a l'air.

Mars est froid, ce qui rend difficile l’impression 3D avec du béton martien humide. Nous pourrions faire fondre le régolithe en lave et le verser dans des moules, ou le faire fondre au laser, mais ces deux méthodes nécessiteraient beaucoup d’énergie. Nous pourrions essayer de faire en sorte que la saleté adhère aux polymères, mais nous dépenserions alors beaucoup d'argent pour expédier des polymères sur Mars.

Une nouvelle stratégie, proposée dans Nature's Scientific Reports, séduit par sa simplicité: que se passerait-il si nous glissions le sol martien en une brique ultra résistante? Des chercheurs de l'Université de Californie à San Diego ont justement essayé cela. L'ingénieur en mécanique Yu Qiao et ses collègues ont utilisé une presse à pistons et un sol simulant les propriétés de la terre martienne pour former des briques de la taille d'un nickel plus solides que le béton armé.

L'équipe a découvert par hasard cette propriété unique. Au début, ils essayaient de fabriquer des briques martiennes en utilisant des liants polymères. Pour réduire les déplacements hypothétiques entre la Terre et Mars, ils ont progressivement réduit la quantité de liant dans leurs échantillons afin de déterminer la quantité minimale nécessaire. «Lorsque nous avons réduit le contenu du liant à 0 et qu'il avait encore une certaine force», explique Qiao, «nous avons réalisé qu'il y avait quelque chose d'intéressant dans le matériau lui-même».

Lorsqu'elles sont comprimées avec autant de force qu'un marteau, les particules d'oxyde de fer présentes dans le simulant de sol - ce sont ces particules qui donnent à Mars sa couleur rouge caractéristique - semblent se lier, ce qui rend la brique étonnamment solide.

Philip Metzger, un physicien planétaire qui étudie la mécanique des sols martiens à l'Université de Floride centrale, déclare que les résultats sont intéressants, mais il avertit que le véritable sol martien pourrait se comporter différemment.

«C’est aussi notre souci, tout le monde s’inquiète», déclare Qiao.

Le simulant qu'il a utilisé a été mis au point par la NASA et est considéré comme l'un des meilleurs simulateurs de sol de Mars. Mais sa composition varie de celle que nous avons vue sur Mars. Par exemple, le simulant contient environ trois fois plus d'oxyde d'aluminium et six fois plus d'oxyde de titane que le régolithe martien. Et cela vient des pluies d'Hawaï, où les processus d'altération qui affectent la taille du grain et les minéraux sont très différents de ceux de notre voisin sec et glacé. Ou en d'autres termes, dit Metzger. Cela ressemble à Mars, mais rien ne garantit qu'il agit comme Mars. "

Idéalement, les futurs engins spatiaux ramèneront un jour les véritables sols de la planète rouge afin que les scientifiques puissent en apprendre davantage à ce sujet et en tester les propriétés, mais aucune mission de ce type n’a été programmée. Jusque-là, ou jusqu'à ce qu'ils puissent envoyer un robot de fabrication de briques sur Mars, le mieux que Qiao et son équipe puissent faire est d'expérimenter différentes compositions chimiques ainsi que la taille et la forme des grains. "Ce sera un effort continu, dit Qiao.

Selon Metzger, il existe une autre limitation potentielle: les oxydes de fer qui lient les briques ne se trouvent qu’en une mince couche sur une grande partie de la surface de Mars, ce qui rendrait difficile la collecte efficace de suffisamment de matériau pour construire une surface lisse. refuge humain dans la plupart des endroits. Il y a des endroits où la poussière rouge s'accumule jusqu'à des centaines de pieds de profondeur, et cette stratégie de fabrication de briques pourrait être une très bonne option.

Metzger (qui a beaucoup travaillé avec la NASA) a déclaré que si l'agence spatiale investissait davantage dans une technologie utilisable n'importe où sur la planète, une technologie qui fonctionnerait sans aucun doute sur Mars, le travail de l'équipe UCSD pourrait encore trouver une utilisation sur la surface martienne.

«Cela pourrait ne pas suffire pour la NASA, car cela limite l'emplacement d'un avant-poste», déclare Metzger, «mais pour la colonie martienne d'Elon Musk, il pourrait être parfait».

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