İnsanlık Mars’a ayak bastıktan sonra yapılması gereken ilk iş, yaşam ve çalışma amaçlı binaların inşası olacak. Elbette bunun için Dünya’dan oraya inşaat malzemesi taşımak hiç iyi bir fikir olmaz. Dolayısıyla orada bulunan malzemelerle bunun başarılması gerekiyor. Yüzeyin verimsiz taş ve tozlarını düşünüp, suyun yokluğu da hesaba katıldığında, bunun ciddi araştırma gerektiren bir konu olduğu anlaşılıyor.

Neyse ki bu konuda çalışan araştırmacılar var. Geçtiğimiz günlerde Northwestern Üniversitesi’nden malzeme bilimciler, Mars yüzeyinde bulunan maddeler dışında birşey kullanmadan, inşaat amaçlı kullanılabilecek yapı malzemesi üretmeyi başardı. Bu gelişme, fazla uzak olmayan bir gelecekte gerçekleştirilmesi planlanan Mars kolonimiz için büyük kolaylık sağlayacağa benziyor. Lin Wan, Roman Wendner ve Gianluca Cusatis adlı araştırmacılardan oluşan ekip, çalışmalarını özetledikleri makaleyi basım öncesinde arXiv sitesine gönderdi.

Mars yüzeyinde bol miktarda sülfür bulunuyor. 1970’lerde, Ay’da bir üs kurulması düşünülürken, araştırmacılar sülfür bazlı inşaat araştırmaları yapmış ve boşlukta sülfürün süblimleştiğini yani katı halden doğrudan gaz hale geçebildiğini görmüştü. Dolayısıyla, bu şekilde kurulan bir üssün buharlaşma riski vardı.

Sülfürün yapı malzemesi amaçlı kullanımına ilişkin daha önceden yapılmış olan çalışmaları temel alan Nortwestern ekibi, geliştirdikleri malzemeye sülfürün yanısıra Mars yüzeyinde yine bolca bulunan titanyum dioksit, demir oksit, silikon dioksit, alüminyum oksit ve birkaç başka bileşen daha eklemiş ve basınç uygulamış. Böylece önceki araştırmalarda karşılaşılan sülfür içinde baloncuk oluşması ve malzemenin çekme yapması benzeri bir takım sorunlar aşılmış.

Yapı malzemesi olmak için en uygun oranları elde edene kadar araştırmacılar çok çeşitli oranlarda karışımlar denemiş. Sonunda ulaştıkları sağlamlık derecesinin, düşük yerçekimine sahip olan Mars için gerekenin de üzerinde olduğunu belirtiyorlar. Dünya’daki inşaat standartlarına göre 20 MPa basınca dayanıklı malzeme kullanılırken, geliştirilen Mars tuğlası 50 MPa basınca dayanıyor. Kısacası, yapılan tüm testler malzemenin Mars yüzeyinin aşırı uç değerli sıcaklık ve atmosferik basınç değerlerine sahip çevresel koşulları altında da dayanıklı olacağını ortaya koyuyor.

Ekip yaptıkları denemeler sonucunda en uygun karışım oranlarının %50 sülfür ve maksimum tanecik büyüklüğü 1 mm olmak üzere %50 Mars toprağı olduğunu belirtiyor. Kumul ve çakıl eklenirken, küçük tanecikler kullanıldığı takdirde boşluk oluşumlarının önemli ölçüde azalarak, malzeme gücünü yüksek tuttuğu anlaşılmış.

Su kullanmadan yapılan bu tuğlaların üretiminde, sülfür yaklaşık 240°C’ye kadar ısıtılıp, sıvı hale getiriliyor. Ardından Mars toprağı ekleniyor ve soğumaya bırakılıyor. Sülfür katılaşırken, Mars kumullarından ve çakıllarından oluşan karışımı sıkıca bağlayarak, beton benzeri bir yapı malzemesi oluşturuyor. Katılaşırken hacmi küçülen sülfürün malzeme içinde oyuklar oluşturma riski de, uygun boyut ve oranda başka bileşenlerin katılması ile elimine ediliyor. Malzemenin ısıtılıp eritilerek, başka biçimlere dönüştürülmesi de oldukça kolay. O nedenle tekrar tekrar kullanılma şansı var.

bilimfili.com

Kaynak: MIT Technology Review, “Materials Scientists Make Martian Concrete“
< http://www.technologyreview.com/view/545216/materials-scientists-make-martian-concrete/ >

Referans Makale: Wan, Lin; Wendner, Roman; Cusatis, Gianluca. “A Novel Material for In Situ Construction on Mars: Experiments and Numerical Simulations“
< http://arxiv.org/pdf/1512.05461v2 >