Im Verlauf eines jeden Projekts kommt es immer wieder zu Verzögerungen aller Art aufgrund verschiedener Probleme. So zum Beispiel bei der Lieferung eines wichtigen Bauteils. Mit Blick auf den Bau von Marskomplexen war die NASA der Ansicht, dass sie Lösungen für solche Situationen finden müsse – der Transport von Materialien von der 56 Millionen Kilometer entfernten Erde (der geringstmöglichen Entfernung zwischen Mars und Erde) ist selbst für sie eine zu große Herausforderung.
Die bessere Alternative wäre natürlich, Materialien, die sich bereits auf dem Mars befinden, für den dauerhaften Bau zu verwenden. Interessanterweise hat die Northwestern University dazu geforscht und die Möglichkeit untersucht, den auf dem Mars vorkommenden Schwefel als Bindemittel und die Marserde zur Herstellung von Beton zu verwenden. Diese Art von Beton ist nicht nur machbar, sondern hat auch Vorteile sowohl für den Bau von Außerirdischen als auch von Häusern.
Laut Professor Gianluca Cusatis von der Abteilung für Bau- und Umwelttechnik der Northwestern University ist Schwefelbeton ein altes Konzept. Schwefel ist ein Nebenprodukt verschiedener industrieller Prozesse. Schwefelbeton wird auch hier auf der Erde in Abwässern verwendet, mit dem Vorteil, dass er für chemische Reaktionen undurchlässig ist, sagt der Professor. Normalerweise wird eine Kombination aus 20 % Schwefel und 80 % Zuschlagstoffen verwendet. Je mehr oder weniger Schwefel, desto höher oder niedriger ist die Qualität des Produkts. Schwefelbeton hat jedoch ein uraltes Problem: Schwefel schmilzt bei etwa 130 Grad Celsius. Forschungen der Northwestern University haben jedoch versucht, dieses Problem mit Hilfe der Chemie zu lösen. Der hier hergestellte Schwefelbeton hat eine Korngröße von etwa 10 mm, was sich auf die Feuerbeständigkeit auswirkt. Die Forscher nahmen dann ein Produkt, das die Eigenschaften des Marsbodens nachahmt, und stützten sich dabei auf Bodenanalysen der NASA. Zunächst verwendeten sie den bereits bekannten Prozentsatz von 20 bis 80, aber das resultierende Produkt war nicht stark genug. Daraufhin testeten die Forscher verschiedene Varianten, um den idealen Prozentsatz zu finden, und kamen zu dem Schluss, dass eine Kombination aus 50 und 50 die besten Ergebnisse lieferte. Nachdem sie das Produkt mit Standardmethoden zur Bestimmung der Festigkeit getestet hatten, waren die Forscher überrascht, dass es besser war als herkömmlicher Beton. „Das Produkt ist sogar stärker als Beton, der mit Zement hergestellt wird“, sagt Professor Gianluca Cusatis von der Northwestern University.
Die Partikel in Schwefelbeton sind 2 bis 3 mm groß, verglichen mit denen in herkömmlichem Zuschlagstoff, der 10 mm groß ist. Dies scheint der Unterschied zu sein, der Schwefelbeton stärker macht, aber es ist nicht das einzige Element, das die Festigkeit von Schwefelbeton erhöht. Normalerweise ist der Sand in normalem Schwefelbeton nur ein Füllstoff, es finden keine chemischen Reaktionen statt, der Schwefel wirkt wie ein Klebstoff und das war’s. Das Gleiche gilt für normalen Beton, Zement und Wasser reagieren zusammen, um den Kleber zu bilden, aber der Sand reagiert nicht mit der gebildeten Paste, aber das Gleiche gilt nicht für den Marsboden, es gibt eine chemische Reaktion zwischen ihm und dem Schwefel, die das Produkt stärkt.
Diese Entdeckung kann uns auch hier auf der Erde helfen, denn Schwefel ist ein unerwünschtes Nebenprodukt in vielen industriellen Prozessen und kann daher verwendet werden, wodurch die Kohlenstoffemissionen bei jedem Produktionsprozess, bei dem er verwendet wird, reduziert werden.
Er kann auch für den 3-D-Druck auf dem Mars verwendet werden. Das einzige Problem wäre die Aushärtungszeit. Der vom Team der Northwestern University verwendete Schwefelbeton härtet jedoch relativ schnell aus, da der Schwefel erst eine Temperatur erreichen muss, bei der er fest wird. So können Roboter vor den Menschen geschickt werden, um Unterkünfte zu bauen, die fertig sind, wenn die Besatzungen auf dem Planeten ankommen.
Bis dahin sind jedoch noch viele Fragen zu klären, z. B. ob der Boden auf dem Mars homogen ist oder nicht, da es auf der Erde mehrere Bodentypen gibt, die unterschiedlich reagieren und unterschiedliche Eigenschaften haben. Daher kann nicht mit Sicherheit gesagt werden, dass die bei den hier durchgeführten Tests verwendete Technologie bei jeder Art von Boden auf dem Mars funktioniert. Diese Experimente haben jedoch neue Fragen und Möglichkeiten aufgeworfen, die durch Forschung erforscht werden können. Denn die Zukunft ist eine unerschöpfliche Quelle von Szenarien und Möglichkeiten, ob wir nun von der Erde, dem Mars oder einem fernen, unentdeckten Planeten sprechen.
Quelle Artikel:
Fotoquellen:
http://mars.nasa.gov/images/mars-globe-valles-marineris-enhanced.jpg http://www.slate.com/content/dam/slate/articles/technology/future_tense/2013/06/130603_FUT_MarsSoil.jpg.CROP.original-original.jpg
