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नकली मार्टियन मिट्टी से बने ईंट आश्चर्यजनक रूप से मजबूत हैं

2021

3.0 - जैकब स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग, यूसी सैन डिएगो

अगर आपको लगता है कि पृथ्वी पर घर बनाना कठिन है, तो मंगल ग्रह पर निर्माण करने का प्रयास करें। सामग्री का हर पाउंड जो हम लाल ग्रह पर भेजते हैं, उसमें हजारों डॉलर खर्च होंगे, इसलिए वैज्ञानिक हमारे भविष्य के मार्टियन कालोनियों का निर्माण स्थानीय स्तर पर खट्टे पदार्थों से करना चाहते हैं - अर्थात्, शहीद गंदगी। लेकिन यह जितना लगता है उससे कहीं ज्यादा कठिन है।

मंगल ठंडा है, जो गीले मार्टियन कंक्रीट के साथ 3 डी प्रिंटिंग को चुनौती देता है। हम रेजोलिथ को लावा में पिघला सकते हैं और इसे सांचों में डाल सकते हैं, या लेज़रों के साथ पिघला सकते हैं, लेकिन उन दोनों तरीकों से बहुत अधिक ऊर्जा होगी। हम पॉलिमर के साथ मिलकर गंदगी बनाने की कोशिश कर सकते हैं, लेकिन तब हम मंगल को ढेर सारा पैसा शिपिंग पॉलिमर खर्च करेंगे।

प्रकृति की वैज्ञानिक रिपोर्ट में प्रस्तावित एक नई रणनीति, अपनी सरलता में अपील कर रही है: क्या होगा यदि हम सिर्फ मार्टियन मिट्टी को सुपर मजबूत ईंटों में डुबोते हैं? सैन डिएगो में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने बस यही कोशिश की। एक पिस्टन प्रेस और कुछ मिट्टी का उपयोग करते हुए, जो मार्टियन गंदगी के गुणों का अनुकरण करती है, मैकेनिकल इंजीनियर यू किओ और उनके सहयोगियों ने निकल के आकार की ईंटें बनाईं जो स्टील-प्रबलित कंक्रीट से अधिक मजबूत हैं।

टीम ने गलती से इस अनूठी संपत्ति की खोज की। सबसे पहले वे पॉलिमर बाइंडरों का उपयोग करके मार्टियन ईंट बनाने का प्रयोग कर रहे थे। पृथ्वी और मंगल के बीच काल्पनिक यात्राओं में कटौती करने के लिए, उन्होंने धीरे-धीरे अपने नमूनों में बांधने की मात्रा को यह देखने के लिए उतारा कि सबसे कम राशि की जरूरत क्या है। "जैसा कि हमने बाइंडर सामग्री को 0 पर कम कर दिया था और इसमें अभी भी कुछ ताकत थी, " किओओ कहते हैं, "हमें महसूस हुआ कि सामग्री के बारे में कुछ दिलचस्प है।"

जब यह एक झूलते हथौड़े के रूप में अधिक बल का उपयोग करके संकुचित होता है, तो मिट्टी में लोहे के ऑक्साइड कण - जो कि ऐसे कण होते हैं, जो मंगल को इसकी विशेषता लाल रंग देते हैं - एक साथ बंधते प्रतीत होते हैं, जो ईंट को आश्चर्यजनक रूप से मजबूत बनाता है।

यूनिवर्सिटी ऑफ सेंट्रल फ्लोरिडा में एक मृदा मिट्टी यांत्रिकी का अध्ययन करने वाले ग्रह भौतिक विज्ञानी फिलिप मेट्ज़गर कहते हैं कि परिणाम दिलचस्प हैं, लेकिन वह चेतावनी देते हैं कि असली मार्टियन मिट्टी अलग तरह से व्यवहार कर सकती है।

"यह भी हमारी चिंता है - हर किसी की चिंता है, " Qiao कहते हैं।

वह जिस सिमुलेंट का उपयोग करता था, वह नासा द्वारा विकसित किया गया था, और इसे सबसे अच्छे मंगल मिट्टी में से एक माना जाता है। लेकिन इसकी रचना इस बात से भिन्न होती है कि हमने मार्सॉर्फ़ उदाहरण पर जो देखा है, वह सिमुलेंट में लगभग तीन गुना अधिक एल्यूमीनियम ऑक्साइड है, और छह गुना अधिक टाइटेनियम ऑक्साइड के रूप में है। और यह बरसाती हवाई से आता है, जहां अपक्षय प्रक्रियाएं जो अनाज के आकार को प्रभावित करती हैं और खनिज हमारे शुष्क, बर्फीले पड़ोसी से काफी अलग हैं। या दूसरे शब्दों में, मेट्ज़गर कहते हैं कि यह मंगल की तरह दिखता है, लेकिन इस बात की कोई गारंटी नहीं है कि यह मंगल की तरह काम करता है। "

आदर्श रूप से, भविष्य के अंतरिक्ष यान किसी दिन लाल ग्रह से असली मिट्टी वापस लाएंगे, ताकि वैज्ञानिक इसके बारे में जान सकें और इसके गुणों का परीक्षण कर सकें, लेकिन ऐसा कोई भी मिशन अभी तक किताबों में नहीं है। तब तक, या जब तक वे एक ईंट बनाने वाले रोबोट को मंगल पर नहीं भेज सकते, सबसे अच्छा जो कि किआओ और उनकी टीम कर सकती है, वह विभिन्न रासायनिक रचनाओं और अनाज के आकार और आकार के साथ प्रयोग है। "यह एक निरंतर प्रयास होगा किओओ कहते हैं।"

और एक अन्य संभावित सीमा है, मेट्ज़गर कहते हैं: ईंटों को एक साथ बांधने वाले लोहे के ऑक्साइड केवल मार्सो सतह की एक पतली परत में पाए जाते हैं, जिससे इसे बनाने के लिए पर्याप्त सामग्री को कुशलता से इकट्ठा करना मुश्किल हो जाता है अधिकांश स्थानों पर मानव आश्रय। कुछ स्थान ऐसे हैं जहाँ लाल धूल सैकड़ों फीट तक गहरी होती है, और यह ईंट बनाने की रणनीति वहाँ एक बहुत अच्छा विकल्प हो सकता है।

मेटाजर (जिन्होंने नासा के साथ बड़े पैमाने पर काम किया है) का कहना है कि जबकि अंतरिक्ष एजेंसी एक ऐसी तकनीक में निवेश करने की अधिक संभावना है जो ग्रह पर कहीं भी इस्तेमाल की जा सकती है, और एक यह कि वे मंगल ग्रह पर काम करेंगे, यूसीएसडी टीम का काम अभी भी हो सकता है मार्टियन सतह पर एक उपयोग खोजें।

A यह नासा के लिए पर्याप्त अच्छा नहीं हो सकता है, क्योंकि यह चौकी के स्थान को सीमित करता है, मेट्ज़गर कहते हैं, एलोन मस्क की मंगल कॉलोनी के लिए यह सही हो सकता है।

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