Hơn 50 năm sau khi con người lần đầu tiên đặt chân lên Mặt trăng, nhân loại đang chuẩn bị thực hiện những bước tiến lớn tiếp theo trong hành trình khám phá vũ trụ. Mặt trăng và sau đó là sao Hỏa, sẽ là điểm đến đầu tiên cho công cuộc định cư ngoài Trái đất của con người.

Nhưng việc xây dựng cơ sở hạ tầng trong không gian hiện đang rất tốn kém và gặp nhiều khó khăn. Một trong số những thách thức chính là sản xuất vật liệu cấu trúc có độ bền cao, kết cấu vững chắc, từ các nguồn tài nguyên tại chỗ để cung cấp môi trường sống rộng rãi với khả năng che chắn bức xạ đầy đủ. Chính vì thế các nhà khoa học đến từ Đại học Manchester đã phát triển một loại “bê tông vũ trụ” mới, đặt tên là “StarCrete”, với thành phần bao gồm bụi ngoài Trái đất, tinh bột khoai tây và một chút muối.

Khi trộn với bụi sao Hỏa mô phỏng, các nhà khoa học đã chứng minh được rằng tinh bột khoai tây hoạt động như một chất kết dính cho loại bê tông này. Vật liệu thu được cứng gấp đôi so với bê tông thông thường và có thể được sử dụng để xây dựng các thế giới ngoài vũ trụ. StarCrete có cường độ 72 Megapascal (MPa), trong khi bê tông thông thường có cường độ 32 MPa. Khi được thử nghiệm trộn với bụi Mặt trăng, StarCrete vượt trội hơn tất cả những loại khác ở mức 91 Mpa, nằm trong phạm vi của bê tông cường độ cao (> 42 MPa). Loại bên tông này vượt qua hầu hết các giải pháp công nghệ được đề xuất khác mặc dù đây là một quy trình tiêu tốn năng lượng tương đối thấp. Độ bền uốn của bê tông Mặt trăng là 2,1 MPa, cũng tương đương với bê tông thông thường.

Theo tính toán, một bao khoai tây nặng 25 kg chứa đủ tinh bột để sản xuất gần nửa tấn StarCrete, tương đương 213 viên gạch. Các nhà khoa học cũng phát hiện ra rằng muối thông thường (magiê clorua, được tìm thấy trên sao Hỏa) và nước mắt của các phi hành gia có thể giúp cải thiện thêm độ bền của vật liệu này. Trước đây, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm máu và nước tiểu của con người như một chất kết dính, tuy nhiên, điều này là không thực tế đối với công việc quy mô lớn và sức khỏe của phi hành gia có thể bị nguy hiểm trong môi trường không gian khắc nghiệt.

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã sử dụng tinh bột thông thường làm chất kết dính cho khối đá ngoài Trái đất mô phỏng để tạo ra vật liệu tổng hợp sinh học có độ bền cao. Lượng tinh bột dư thừa sau khi sản xuất thức ăn cho cư dân có thể được sử dụng cho xây dựng, tích hợp hai hệ thống quan trọng và đơn giản hóa đáng kể kiến ​​trúc cần thiết để duy trì các vùng lãnh thổ sơ khai ngoài Trái đất của con người.

Hơn nữa, StarCrete có thể là một giải pháp thay thế thân thiện với môi trường hơn so với bê tông truyền thống được sử dụng trên Trái đất. Sản xuất xi măng và bê tông chiếm khoảng 8% lượng khí thải CO₂ toàn cầu. Sau khi hoàn thành nghiên cứu này, các nhà khoa học sẽ tiếp tục thử nghiệm tăng cường sức mạnh của StarCrete để sử dụng trong tương lai.

Triệu Cẩm Tú (NASATI), tổng hợp 7/2023