Vergeet stenen, beton en cement: de Marskolonisten bouwen straks met materialen die verstrekt worden door onder meer schimmels.
Tenminste: als het aan onderzoekers van de universiteit van Singapore ligt. In het blad PLOS ONE beschrijven ze een relatief eenvoudige manier om materialen te verkrijgen die straks op Mars niet alleen gebruikt kunnen worden om huizen te bouwen, maar ook om de daarvoor benodigde gereedschappen te vervaardigen. Het gaat in feite om een heel nieuw, op de natuur geïnspireerd materiaal, dat grotendeels bestaat uit chitine: een veelvuldig in de natuur voorkomend materiaal dat we onder meer terugvinden in de celwanden van schimmels, de exoskeletten van bijvoorbeeld insecten en de schubben van vissen.
Het materiaal
In hun studie beschrijven de onderzoekers hoe ze chitosan – een biopolymeer dat ontstaat door chitine te deacetyleren – combineren met een mineraal dat de eigenschappen van de Martiaanse aarde nabootst. Het resulterende materiaal bleek zeer geschikt voor het maken van allerhande objecten. Zo verwerkten de onderzoekers het tot een moersleutel en een miniatuur-versie van een Martiaanse leefmodule.
“Het voelt een beetje als beton, maar het is veel lichter,” zo vertelt onderzoeker Javier Fernandez, op de vraag wat we ons precies bij dit nieuwe materiaal voor moeten stellen. “Het materiaal dat we gebruiken is eigenlijk een combinatie van chitine en azijnzuur – dat overigens ook biologisch, namelijk middels fermentatie verkregen kan worden. En die combinatie wordt vervolgens vermengd met regoliet (Martiaanse aarde, red.). Het resulterende materiaal kun je gebruiken in een 3D-printer, maar ook vormen met behulp van mallen.”
Onafhankelijk van de aarde
In hun studie beschrijven de onderzoekers niet alleen hoe het materiaal gemaakt wordt, maar ook een gesloten ecosysteem dat zowel het materiaal als de chemische processen die nodig zijn om het te maken, kunnen voortbrengen. “Het idee is niet om chitine vanaf de aarde te verschepen. Nee, juist het tegenovergestelde: we willen niet afhankelijk zijn van de aarde,” aldus Fernandez. Het betekent bijvoorbeeld heel concreet dat de chitine straks op Mars gemaakt moet worden. “De gemakkelijkste manier om dat te doen is met behulp van schimmels en insecten of liever nog een combinatie van die twee.”
Toepassingen
Fernandez en collega’s zien al helemaal voor zich hoe het materiaal in de toekomst op Mars gewonnen en gebruikt wordt om bijvoorbeeld Martiaanse leefmodules te bouwen. Het materiaal is er stevig genoeg voor. Maar biedt het ook bescherming tegen de gevaarlijke straling waar astronauten op Mars mee geconfronteerd worden? Want dat is wel nodig, wil het materiaal straks daadwerkelijk worden ingezet voor de bouw van leefmodules waar astronauten zich veilig kunnen terugtrekken. “We hebben de stralingsabsorptie nog niet gemeten,” vertelt Fernandez. “Daar zijn we nu mee bezig.”
Maar zelfs als het materiaal geen of onvoldoende bescherming biedt, maakt het een goede kans om straks toch op de rode planeet te worden toegepast. In het geval van leefmodules of woningen misschien in combinatie met andere materialen. Of misschien in ieder geval als een materiaal waar astronauten gereedschappen, kapotte onderdelen of – zo suggereert een mini-astronautje dat de onderzoekers met behulp van een 3D-printer van het materiaal hebben gemaakt – woonaccessoires van kunnen maken.
Het materiaal is hoe dan ook uniek en veelbelovend, zo stelt Fernandez. “Normaal gesproken zijn materialen die op Mars gebruikt zouden kunnen worden, eigenlijk een vertaling van technologie die ontwikkeld is binnen het overvloedige en verkwistende paradigma dat producenten op aarde erop nahouden.” Maar voor de ontwikkeling van het materiaal dat in PLOS ONE beschreven staat, hebben onderzoekers dat denkkader helemaal losgelaten en zijn ze als het ware van voor af aan begonnen. “Wij staan erom bekend biologische materialen te ontwikkelen die deel uitmaken van ecologische systemen. De technologie die wij gebruiken is oorspronkelijk ontwikkeld om een circulair ecosysteem te ontwikkelen in stedelijke omgevingen. Maar doordat het zo efficiënt is, is het ook de meest efficiënte en schaalbare methode gebleken om materialen te produceren in een gesloten, kunstmatig ecosysteem in een omgeving met extreme schaarste, zoals een levenloze planeet of maan (…) Hier tonen we aan dat deze technologie niet alleen van belang zijn voor een duurzame aarde, maar ook voor één van de volgende grote prestaties van de mensheid: onze transformatie naar een interplanetaire soort.”
