Des scientifiques ont peut-être trouvé un matériau pour construire sur Mars

Les aficionados de l’espace qui rêvent de coloniser un jour Mars doivent affronter la dure réalité des ressources naturelles limitées de la planète, en particulier en ce qui concerne les matériaux de construction. Une équipe de scientifiques de l’Université de technologie et de design de Singapour a découvert qu’en utilisant une chimie simple, la chitine polymère organique – contenue dans les exosquelettes d’insectes et de crustacés – peut facilement être transformée en un matériau de construction viable pour les outils et les habitats de base. Cela exigerait une énergie minimale et aucun besoin de transporter du matériel spécialisé. Les scientifiques ont décrit leurs expériences dans un article récent publié dans la revue PLOS One.

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«La technologie a été développée à l’origine pour créer des écosystèmes circulaires dans des environnements urbains», a déclaré le co-auteur Javier Fernandez. « Mais en raison de son efficacité, c’est aussi la méthode la plus efficace et la plus évolutive pour produire des matériaux dans un écosystème artificiel fermé dans l’environnement extrêmement rare d’une planète ou d’un satellite sans vie. »

Comme nous l’avons déjà signalé, la NASA a annoncé un plan ambitieux pour renvoyer les astronautes américains sur la Lune et y établir une base permanente, en vue de placer éventuellement des astronautes sur Mars. La science des matériaux sera cruciale pour le succès du programme Artemis Moon, en particulier en ce qui concerne les matériaux nécessaires pour construire une base lunaire (ou martienne) viable. Le béton, par exemple, nécessite une quantité substantielle d’eau ajoutée pour être utilisable in situ, et il y a une pénurie d’eau prononcée à la fois sur la Lune et sur Mars. Et les coûts de transport seraient prohibitifs. La NASA estime qu’il en coûte environ 10 000 dollars pour transporter seulement 1 livre de matériel en orbite.

Il y a donc eu beaucoup d’attention sur la possibilité d’utiliser des matériaux existants sur la lune elle-même pour construire une base lunaire. Des propositions antérieures ont appelé à l’impression 3D avec du ciment Sorel, qui nécessite des quantités importantes de produits chimiques et d’eau (consommables), et un matériau semblable à la roche qui nécessiterait à la fois de l’eau et de l’acide phosphorique comme liant liquide. Et en mars, un article d’une équipe internationale de scientifiques suggérait que les astronautes installant une base sur la Lune pourraient utiliser l’urée de leur urine comme plastifiant pour créer un matériau de construction semblable au béton à partir du sol lunaire.

Comme sur la Lune, tout projet de création d’une base habitable sur Mars doit utiliser des technologies de fabrication qui utilisent le régolithe de la planète rouge. Mais les auteurs du présent article soulignent que la plupart des stratégies de fabrication terrestres qui pourraient faire l’affaire nécessitent généralement un équipement spécialisé et une grande quantité d’énergie. Cependant, « la nature présente des stratégies de vie réussies pour s’adapter à des environnements difficiles », ont écrit les auteurs. « Dans les organismes biologiques, des structures rigides sont formées en intégrant une charge inorganique issue de l’environnement à un faible coût énergétique (par exemple, le carbonate de calcium) et incorporées dans une matrice organique (par exemple, la chitine) produite à un coût métabolique relativement élevé. »

Fernandez et ses collègues soutiennent que la chitine est susceptible de faire partie de tout écosystème artificiel planifié, car elle est si abondante dans la nature. C’est le composant principal des écailles de poisson et des parois cellulaires fongiques, par exemple, ainsi que des exosquelettes de crustacés et d’insectes. En fait, les insectes ont déjà été ciblés comme une source clé de protéines pour une éventuelle base martienne. Et comme la composante chitine des insectes a une valeur nutritionnelle limitée pour les humains, son extraction pour fabriquer des matériaux de construction « n’entrave ni ne concurrence l’approvisionnement alimentaire », ont écrit les auteurs. « C’est plutôt un sous-produit de celui-ci. »

Pour leurs expériences, les chercheurs se sont appuyés sur une chimie assez simple. Ils ont pris du chitosane dérivé de crevettes, l’ont dissous dans de l’acide acétique – un sous-produit commun de la fermentation aérobie et anaérobie – et l’ont combiné avec un équivalent minéral du sol martien pour créer leur matériau de construction chitineux. Ils ont testé ses propriétés en façonnant divers objets, notamment une clé fonctionnelle, qu’ils ont testée en serrant un boulon hexagonal. Tout en reconnaissant que cela ne remplacerait probablement pas les outils métalliques pour certaines applications spatiales critiques, il s’est avéré suffisamment robuste pour maintenir un couple suffisant pour les petites tâches quotidiennes.

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Written by Naruto Uzumaki

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