Onderzoekers ontwikkelen een manier om huizen te 3D-printen op Mars. Daarvoor gebruiken ze onder andere gist en de extreme kou op de planeet.

Ideeën om in de toekomst te kunnen bouwen op Mars zijn er genoeg. Ook met behulp van schimmels en ander biologisch materiaal. Maar die vergen allemaal aanpassing aan de extreme kou en lage luchtdruk op de rode planeet. Op Mars is het gemiddeld ongeveer -60 graden Celsius.

Onderzoekers van de Hong Kong University of Science and Technology draaien het om: zij gebruiken die barre omstandigheden juist om met een 3D-printer en gist stevige, gevriesdroogde bouwwerken te maken. Ze schrijven erover in het vakblad Chem Circularity.

Gevriesdroogd fruit

“Mijn inspiratie kwam van gevriesdroogd fruit dat erg hard wordt”, zegt ingenieur en onderzoeksleider Jishen Qiu. “Ik vroeg me af of we de lage temperatuur en druk op Mars niet tot ons voordeel konden wenden en op deze manier stevige bouwmaterialen konden maken.”

Het team ging op zoek naar het perfecte recept hiervoor. Ze kwamen uit op een mengsel van gelatine, gist en zand. Die eerste twee komen van de aarde, de laatste kan gewoon Marsgruis zijn.

De gistcellen kregen een laagje van ‘plakkerige’ eiwitten, vergelijkbaar met de eiwitten die mossels gebruiken om op rotsen te blijven zitten. Op deze manier dient het mengsel van gist en gelatine als ‘lijm’ en het zand als massa en structuur.

Bouwschuim maken

Vervolgens testten Qiu en zijn team het idee in een omgeving waar de omstandigheden op Mars werden nagebootst. Zodra de gist-gelatine-zandpasta de spuitmond van de 3D-printer verliet, begon het materiaal inderdaad te vriesdrogen.

Dat gebeurde als volgt: de extreme kou bevroor het water in het mengsel direct. Maar door de lage luchtdruk veranderde een deel van de ijskristallen in waterdamp, die vervolgens verwaaide. Het gevolg is dat er minuscule gaatjes in het mengsel ontstonden. Het werd een soort bouwschuim waar perfect mee te bouwen is. Bovendien isoleert het ‘luchtige’ beslag goed. Volgens de onderzoekers is het tegelijkertijd heel stevig, vergelijkbaar met laagwaardig beton.

Bioreactoren nodig

Het team printte op deze manier diverse kegeltjes, ter grootte van de kurk van een wijnfles. Dat is natuurlijk nog geen huis, maar toch zijn Qiu en zijn collega’s ervan overtuigd dat het met deze methode mogelijk is gebouwen van meerdere verdiepingen te bouwen. De zwaartekracht is op Mars tenslotte ook maar een derde van die op aarde.

Door gebruik te maken van wat Mars gratis te bieden heeft – zand én vrieskou onder lage druk – zou je een circulaire economie kunnen opbouwen op de rode planeet, zo droomt het team. Toch zitten er ook haken en ogen aan dit plan. Je moet bijvoorbeeld wel eerst honderden tonnen aan bioreactoren naar Mars sturen om de gist te kunnen kweken.

Maar er is meer. Want kunnen de beoogde metershoge bouwwerken van gist, gelatine en zand wel tegen de heftige stofstormen op Mars? Of tegen de kosmische straling, die daar veel sterker is dan op onze eigen planeet? Dat is moeilijker te testen op aarde.

Bronnen: Chem Circularity, Cell Press via EurekAlert!

Beeld: Ning Liu