Con quali materiali potremmo costruire una base su Marte?
Il clima marziano è particolarmente rigido: a causa della sua densità atmosferica, pari a meno di un centesimo di quella terrestre, le temperature sono molto fredde e l’aria è particolarmente polverosa. L’atmosfera più rarefatta rispetto alla Terra non permette di trattenere altrettanto calore. Di conseguenza, gli sbalzi termici sono drastici: durante il giorno la temperatura può essere piacevole, intorno ai 20 °C, ma scende a -60 °C dopo il tramonto. «Se potessimo vivere senza tute spaziali, si sentirebbe persino la differenza di temperatura all’interno del corpo: la testa sarebbe molto più fredda dei piedi», spiega Anyszka. Anche per questo motivo, su Marte si abbattono frequentemente colossali tempeste di polvere, che ogni pochi anni lo avvolgono completamente. Tale polvere è molto abrasiva, poiché non viene erosa come quella del suolo terrestre. «Può attaccarsi ai materiali, e non è facile rimuoverla», aggiunge Anyszka. Un’altra piccola complicazione per i futuri abitanti di Marte è la potenziale tossicità di queste polveri. Spedire materiali edili dalla Terra sarebbe proibitivo, quindi una base su Marte dovrebbe avvalersi di materiali di provenienza locale. Il cemento potrebbe essere una buona soluzione per realizzare una struttura resistente che mantenga all’interno il calore e non faccia entrare la polvere. Tuttavia al momento sembra che l’acqua, necessaria in abbondanza come legante per produrre il normale calcestruzzo, non sia presente in grandi quantità sul pianeta rosso. Un’alternativa promettente è il calcestruzzo prodotto usando lo zolfo come legante al posto dell’acqua, che offre una migliore resistenza alla polvere abrasiva. La regolite di Marte, ovvero la polvere e le rocce che ne ricoprono la superficie, contiene diversi tipi di solfati, che potrebbero essere estratti. Per agire da legante, questo zolfo deve essere stabilizzato con il carbonio, che a sua volta potremmo ricavare dall’atmosfera rarefatta di Marte. Altri ricercatori hanno suggerito di usare come legante il polilattide, un composto di origine vegetale. «Su Marte, le piante potrebbero essere i nostri reattori, per ottenere substrati per la produzione di altri materiali», spiega Anyszka. «Le piante possono anche fornire fibre di cellulosa, utilizzabili come rinforzi, riempitivi o cavi.» Inoltre, si potrebbero modificare geneticamente le piante per produrre grandi quantità di limonene, un composto stabilizzante dello zolfo presente naturalmente negli agrumi. In questo modo, sfruttando molti sigillanti inorganici provenienti dalla regolite del pianeta, si potrebbe produrre il calcestruzzo.
Sulle strade marziane
Nel corso del progetto RED 4 MARS, finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie(si apre in una nuova finestra), Anyszka e colleghi hanno sviluppato una gomma personalizzata in grado di resistere al rigido clima di Marte. Gli sbalzi di temperatura, in particolare, rappresentano un problema per gli pneumatici e i cingoli dei rover che esplorano il pianeta, soprattutto se sottoposti a carichi pesanti. I ricercatori hanno quindi progettato un materiale basato su una miscela di gomma siliconica e gomma butadiene che, come confermato dai test, è in grado di mantenere l’elasticità a temperature molto basse. Inoltre, è stato avviato un nuovo progetto di dottorato che si basa sui risultati positivi del progetto. La gomma stessa potrebbe rivelarsi un componente essenziale per una futura base su Marte, che consentirebbe agli astronauti di entrare e uscire. «Se abbiamo bisogno di un soffitto dinamico che viene aperto e chiuso molte volte, come una porta, allora serve una buona tenuta, e la gomma è il materiale migliore», osserva Anyszka. Oggi Anyszka e la sua équipe hanno intrapreso un nuovo progetto con l’Agenzia spaziale europea, per progettare materiali flessibili da usare in strutture ispirate agli origami, nello spazio e su altri pianeti. Ad esempio, questi materiali potrebbero aprirsi quando un veicolo spaziale entra nell’atmosfera e aumentare la superficie usata per frenare durante la discesa. «Così potremmo atterrare in atmosfere più rarefatte, come quella di Marte, o far atterrare elementi più grandi, come gli ultimi stadi dei razzi Ariane», dice Anyszka. Per saperne di più sulla ricerca di Rafał Anyszka, potete consultare l’articolo: «Una gomma su misura per percorrere la strada marziana»