Trang chủ Uncategorized Cách các nhà khoa học lên kế hoạch biến đất trên sao...

Cách các nhà khoa học lên kế hoạch biến đất trên sao Hỏa và Mặt trăng thành bê tông

Bê tông là một loại vật liệu cần thiết để xây dựng, tuy nhiên bên ngoài không gian, việc sản xuất loại vật liệu này lại diễn ra vô cùng khó khăn và hoàn toàn khác so với những gì chúng ta đang làm ở Trái đất.

Không cần phải nói thì nhiều người trong số chúng ta có thể đã biết rằng trong tương lai gần, nếu con người sống trên sao Hỏa, Mặt trăng hoặc tại bất kỳ hành tinh nào trong không gian xa xôi, họ sẽ phải trải qua một cuộc sống chủ yếu dựa trên sự tự cung tự cấp.

Điều này có nghĩa là họ sẽ cần phải có các phương tiện cần thiết để tự sản xuất thức ăn, nhiên liệu và thậm chí là không khí ngay tại chỗ. Tuy nhiên, muốn làm được điều đó thì đầu tiên, họ phải có được một nơi trú ẩn an toàn, và việc xây dựng một khu định cư lâu dài cách xa Trái đất có lẽ là nhiệm vụ khó khăn nhất trong số đó.

Theo những tính toán hiện tại, chi phí để mang 1kg hàng hóa ra bên ngoài bằng SpaceX Falcon, tên lửa hiện thường xuyên được sử dụng để cung cấp cho Trạm vũ trụ quốc tế sẽ tiêu tốn khoảng 2.700 USD (khoảng 632 triệu VNĐ).

Tuy nhiên, chi phí để đưa một kg vật liệu lên sao Hỏa sẽ có chi phí cao hơn gấp nhiều lần – Mars Curiosity tiêu tốn khoảng 2,5 tỷ đô la để hạ cánh một chiếc tàu lượn 889 kg lên sao Hỏa, với chi phí mỗi kg khoảng 2,78 triệu đô la.

Và ngay cả khi bạn có rất nhiều tiền thì tải trọng tối đa trong mỗi chuyến hành trình cũng bị hạn chế, bởi vậy chúng ta không thể vận chuyển bất kỳ loại vật liệu xây dựng nào lên sao Hỏa hoặc thậm chí là Mặt trăng.

 Chúng ta không thể vận chuyển bất kỳ loại vật liệu xây dựng nào lên sao Hỏa hay Mặt trăng.
 Chúng ta không thể vận chuyển bất kỳ loại vật liệu xây dựng nào lên sao Hỏa hay Mặt trăng.

Mặc dù vậy, các nhà địa chất và hóa học tại Đại học Delaware có một ý tưởng đầy hứa hẹn: sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên đã có ở điểm đến để sản xuất vật liệu xây dựng.

Điều đó nghe có vẻ như là một điều hiển nhiên phải làm, nhưng việc biến các chất trên bề mặt của sao Hỏa thành vật liệu xây dựng đáng tin cậy và hiệu quả là điều không hề đơn giản đối với những nghiên cứu trước đó.

Một yêu cầu chính đối với bất kỳ khu định cư ngoài Trái đất chính là độ bền và sức mạnh. Và lúc này, bê tông là sự lựa chọn tuyệt vời, nhưng công thức để sản xuất ra bê tông yêu phải có cầu xi măng – vật liệu không thể mang theo trong không gian.

 Geopolyme là các polyme vô cơ
 Geopolyme là các polyme vô cơ.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu do giáo sư Norman Wagner của Đại học Delaware dẫn đầu đã chuyển sang nghiên cứu hóa học geopolymer. Geopolyme là các polyme vô cơ bao gồm các khoáng chất aluminosilicat tạo thành vật liệu rắn giống như gốm ở nhiệt độ môi trường gần. Ở Trái đất, chúng thường được tìm thấy trong đất sét hầu như ở khắp mọi nơi trên thế giới.

Khi trộn các geopolyme này với dung môi alkaloid, chẳng hạn như natri silicat, đất sét bị hòa tan, giải phóng nhôm và silic để phản ứng với các chất khác và tạo thành vật liệu mới – và điều này bao gồm cả xi măng.

Đất trên sao Hỏa hoặc Mặt trăng cũng chứa những loại đất sét phổ biến này nhưng để làm được điều đó bên ngoài Trái đất lại là “điều không hề đơn giản”, Wagner nói. “Bạn không thể chỉ nói rằng chỉ cần có đất sét, chúng ta có thể thực hiện thành công quá trình này. Tuy nhiên vẫn có những thước đo về tính chuẩn xác, và các yếu tố hóa học mà bạn phải tính toán kỹ lưỡng đối với môi trường ngoài Trái đất”.

Đối với nghiên cứu mới này, các nhà khoa học đã trộn đất mô phỏng trên sao Hỏa và Mặt trăng với natri silicat, sau đó đúc hỗn hợp lỏng trong các khuôn hình lập phương. Sau một tuần, vật liệu từ mỗi khuôn khối được lấy ra, đo và cân, trước khi chúng được kiểm tra cấu trúc để xem chúng có thể chịu được tải trọng bao nhiêu. Các vật liệu cũng phải chịu các yếu tố môi trường khác nhau mà chúng sẽ gặp phải trong không gian, bao gồm cả chân không, cũng như nhiệt độ cao và thấp.

Wagner nói: “Khi một tên lửa cất cánh, có rất nhiều trọng lượng đẩy xuống bệ hạ cánh, do đó, cường độ nén của vật liệu trở thành một thước đo quan trọng. Ít nhất là trên Trái đất, chúng ta đã có thể tạo ra các vật liệu ở dạng hình khối nhỏ có cường độ nén cần thiết để thực hiện công việc này”.


. Các thử nghiệm cho thấy xi măng geopolymer có cường độ nén kém khi được hình thành trong điều kiện chân không.

Các nhà nghiên cứu đã báo cáo việc chuyển đổi thành công một chất mô phỏng regolith trên sao Hỏa và ba chất mô phỏng regolith trên Mặt trăng thành chất kết dính geopolymer. Các thử nghiệm cho thấy xi măng geopolymer có cường độ nén kém khi được hình thành trong điều kiện chân không. Trong khi đó, ở nhiệt độ -80 độ C trở xuống, geopolymer hoàn toàn không trải qua phản ứng hóa học. Điều này cho thấy rằng các phi hành gia sẽ phải đúc những vật liệu này trong một môi trường có áp suất và geopolymer sẽ phải được làm nóng.

Thay vì đóng gói những bao tải xi măng để gửi lên sao Hỏa, thì với kết quả nghiên cứu này, các phi hành gia chỉ cần mang theo dung môi bên mình. Số lượng mà họ cần để xây dựng một khu định cư có kích thước vừa phải có thể rất phù hợp với phạm vi trọng tải của một tên lửa phóng lên sao Hỏa.

Geopolyme cần ít nước hơn so với xi măng truyền thống để sản xuất vì bản thân nước không bị hấp thụ bởi phản ứng. Điều này có nghĩa là nó có thể được phục hồi và sử dụng lại. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Delaware đang bận rộn xây dựng những ngôi nhà in 3D bằng cách sử dụng xi măng geopolymer, họ dự định kích hoạt bằng công nghệ vi sóng.

Theo Trí Thức Trẻ

CÁC TIN KHÁC

Cận cảnh máy bay chở khách siêu thanh 2.100 km/h nhanh nhất thế giới

Máy bay chở khách siêu thanh nhanh nhất thế giới này có khả năng chở 64-80 hành khách với tốc độ Mach 1,7, tương...

Cuộc đua xây nhà máy ngoài không gian

Theo một số chuyên gia, việc sản xuất trong vũ trụ đã diễn ra, ít nhất là ở cấp độ nghiên cứu.

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Thế Giới 2023 – Trong căn bếp của gia đình, nam sinh 14 tuổi chế tạo xà phòng điều...

Nam sinh THCS Heman Bekele được truyền cảm hứng từ những người lao động Ethiopia làm việc dưới ánh mặt trời khắc nghiệt và muốn giúp đỡ 'càng nhiều người càng tốt'. Em được thưởng 25.000 USD (hơn 614 triệu đồng).

Những gã khổng lồ công nghệ đang giành giật nội dung để xây dựng AI

Đó là phát biểu của CEO Satya Nadella vào hôm thứ Hai (2/10). Ông cũng cho rằng Google đang khóa nội dung của các hãng tìm kiếm khác bằng các thỏa thuận đắt tiền và độc quyền với các nhà xuất bản và tổ chức báo chí.

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Việt Nam 2023 – Công nghệ sản xuất nấm Đông trùng hạ thảo bằng nước dừa

Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng tỉnh Cà Mau đã làm chủ công nghệ sản xuất nấm Đông trùng hạ thảo giàu dược chất và dễ ứng dụng.

Từ bỏ cơ hội ở lại Mỹ, tiến sĩ trẻ về Việt Nam nghiên cứu thuốc chữa bệnh

Sau nhiều năm học tập ở nước ngoài, tiến sĩ Trương Thanh Tùng lựa chọn quay lại quê hương để nghiên cứu các loại thuốc chữa bệnh.

Bài viết nổi bật

Đại học Sư phạm TP.HCM ‘bắt tay’ doanh nghiệp công nghệ Việt thúc đẩy chuyển đổi số

Theo hợp tác mới ký kết với Viettel Solutions, Đại học Sư phạm TP.HCM sẽ cùng doanh nghiệp này xây dựng các giải pháp công nghệ trong giáo dục tập trung vào 4 nội dung chính.

Nhóm sinh viên trường ĐH Ngoại thương giành giải ‘Olympic Kinh tế lượng và ứng dụng’

Ngày 12/6, tại Học viện Tài chính diễn ra Chung khảo Hội thi khoa học sinh viên toàn quốc 'Olympic Kinh tế lượng và ứng dụng' lần thứ VII, năm 2022. Ban Giám khảo đã chọn ra nhóm sinh viên ĐH Ngoại thương TP. Hồ Chí Minh giành giải Đặc biệt.

Bài viết mới nhất

TOP 100 Hồng bảo Kỷ lục Thế giới tại Việt Nam (P.26) Cầu ngói chợ Lương (Nam Định): Biểu tượng lịch sử văn hóa xứ Thành Nam – [VIETKINGS-TOPPLUS đề cử]

(kyluc.vn) “Ai qua Cầu Ngói Chợ Lương/Ghé thăm Mỹ nghệ Hải Minh làng nghề” Với hơn 500 năm tuổi, cầu ngói Chợ Lương vẫn giữ trọn vẹn được nét đẹp xưa cũ, với kiến trúc độc nhất vô nhị theo chiều dài lịch sử. Đây chính là niềm tự hào, tự tôn của người dân Hải Hậu nói riêng và cả mảnh đất Nam Định nói chung.

Kim cương có thực sự vĩnh cửu?

Kim cương luôn được quảng cáo là loại trang sức vĩnh cửu, tượng trưng cho tình yêu, nhưng thực tế những lời đó là sản phẩm của marketing từ thế kỷ trước.

Anh phát triển vaccine ngừa ung thư phổi đầu tiên trên thế giới

Theo phóng viên tại London, các nhà khoa học tại Anh đang sử dụng công nghệ tương tự đã tạo ra vaccine ngừa COVID-19 của AstraZeneca để phát triển một loại vaccine đầu tiên trên thế giới có khả năng kích hoạt hệ miễn dịch để tiêu diệt tế bào ung thư và ngăn chặn ung thư phổi ở những người có nguy cơ cao.

Tỷ phú Ấn Độ xây nhà máy điện sạch lớn nhất thế giới

Một tỷ phú Ấn Độ đang xây nhà máy điện lớn nhất thế giới diện tích gấp 5 lần Paris, có thể nhìn thấy từ vũ trụ, đáp ứng nhu cầu điện của 16 triệu hộ gia đình.

Cáp treo Bà Nà (Đà Nẵng) – TOP 5 tuyến cáp treo hiện đại của Việt Nam thu hút nhiều khách du lịch (P.3) – [VIETKINGS-TOPPLUS – Hành trình TOP Việt Nam]

(kyluc.vn) Cáp treo Bà Nà đánh dấu một thập kỷ của một trong những khu du lịch hàng đầu Việt Nam, đánh thức vùng Núi Chúa vốn chìm trong quên lãng nhiều thập kỷ, đưa Bà Nà nói riêng, Đà Nẵng nói chung trở thành một trong những "điểm phải đến trên thế giới".

TOP 100 Hồng bảo Kỷ lục Thế giới tại Việt Nam (P.25) Tháp Nhạn (Phú Yên): Chứng tích cổ ngàn tuổi kết nối quá khứ và hiện tại – [VIETKINGS-TOPPLUS đề cử]

(kyluc.vn) Trải qua cả ngàn năm lịch sử, bất chấp thăng trầm thời gian, Tháp Nhạn vẫn sừng sững trên sườn núi Nhạn, tiếp tục kể câu chuyện về Bà Thiên Y A Na, về hành trình khai phá và phát triển mảnh đất Phú Yên của người Chăm cũng như người Việt.