Life in Space: inchiostro da stampa 3D a base di alghe per creare habitat e altre nozioni di base
La studentessa del master Anastasia Prosina ha recentemente presentato ” Inchiostro per stampanti a base di alghe come mezzo per favorire l’ utilizzo delle risorse in situ nelle strutture abitative ” al Centro internazionale di architettura spaziale Sasakawa , offrendo una proposta per la costruzione di habitat a lungo termine nello spazio, sulla Luna o su Marte.
Sono stati sviluppati numerosi concetti per prolungare la vita nello spazio, dalla costruzione autonoma all’uso di materiali realistici a una serie di sfide che richiedono idee innovative. Il progetto di ricerca di Prosina si concentra sull’uso della regolite, spesso citata per l’uso nella costruzione di habitat stampati in 3D, ma in modo più unico, con l’aggiunta di alghe.
La chiave di ogni habitat spaziale è che deve essere in grado di resistere a un clima brutale. Prosina cerca di creare materiali che non richiedano “miniere e setacci intensivi”. Le alghe possono essere coltivate in laboratorio, eliminando ad esempio la necessità di materiali estratti da un sito come Marte. Può anche essere usato per realizzare una varietà di altri oggetti, inclusi elementi essenziali come l’abbigliamento.
I materiali sono una considerazione importante; tuttavia, ai potenziali insediamenti spaziali in un’area come Marte mancano le basi e le infrastrutture ovvie per la vita di base. Come diversi ricercatori hanno già notato, trasportare parti più grandi sulla Luna o su Marte per costruire un habitat non è realistico nella maggior parte dei casi a causa della necessità di spazio di carico. I materiali devono essere già sul posto o facili da produrre all’arrivo.
“Perché le alghe?
“Le alghe crescono assorbendo anidride carbonica e producendo amido che può essere utilizzato come materia prima per la produzione di bioplastiche o agenti leganti. L’ossigeno, che è un prodotto di scarto del processo, fornisce aria pulita che è vitale per la colonizzazione di Marte “, ha affermato Prosina. “Le alghe crescono in serbatoi d’acqua che possono essere utilizzati per la protezione dalle radiazioni. Inoltre, le alghe possono crescere in qualsiasi tipo di acqua e non richiedono risorse di acqua dolce. Alla fine, le alghe consumano anidride carbonica ed emettono ossigeno mentre crescono, quindi aiutano a ridurre la quantità totale di CO2 nell’atmosfera dell’habitat. “
“Strutture massicce” possono essere create, afferma Prosina, poiché l’anidride carbonica può essere prelevata dall’atmosfera di Marte e tradotta in cellulosa, che viene poi trasformata in biopolimeri in grado di agire come materiali da costruzione per grandi strutture. I sottoprodotti di alghe come il petrolio possono anche essere trasformati in biocarburanti che potrebbero essere utilizzati per sfruttare energia, alimentare razzi e veicoli e altre attrezzature. Altri biopolimeri di alghe possono essere trasformati in cellulosa, alginato di sodio e materiali per creare mobili, biancheria da letto e altri tipi di tessuti necessari che possono essere facilmente e naturalmente riciclati.
Poiché l’acqua può essere scarsa, l’agricoltura è necessaria per la conservazione, pertanto si suggerisce l’uso dell’aeronica in quanto potrebbe utilizzare il 95 percento in meno di acqua. La coltivazione di alghe includerebbe esperimenti in:
Gestione dei rifiuti
Stampa strutturale
Scenari ambientali extraterrestri
Resistenza alle radiazioni
“La gestione dei rifiuti viene prima di tutto perché le alghe sono conosciute come filtrazione dell’acqua, inoltre assorbiranno i nutrienti del compost creando una relazione simbiotica con l’azienda agricola. La stampa strutturale, che è una delle principali missioni a base di alghe, è impossibile poiché i futuri habitat a lungo termine saranno costituiti da una miscela di alghe regolitiche “, afferma Prosina. “Questa operazione concluderà se le alghe possono mantenere l’integrità nell’ambiente alieno o per garantire l’integrità che richiede integratori. L’esecuzione di scenari di negazione del carbonio e neutralità dell’ambiente extraterrestre definirà il modo in cui la fattoria delle alghe lavora in congiunzione con l’ambiente interno dell’habitat, nonché gli effetti delle alghe nell’ambiente extraterrestre.
“Le ultime missioni eseguite all’interno sono gli scenari di assorbimento della resistenza alle radiazioni, che esamineranno il degrado della radiazione solare o il potenziamento del materiale bioplastico creato dalle alghe che è l’habitat extraterrestre a lungo termine stampato in 3D”.
Esistono “incognite” come:
Stabilità strutturale di potenziali habitat
Tasso di decomposizione in un ambiente spaziale estremo
Esigenze di manutenzione
Prosina afferma che tali sfide dovrebbero essere superate con ulteriori innovazioni nell’uso della bioplastica nel prossimo futuro.
“Le maggiori preoccupazioni relative all’applicazione di alghe in situ di tempo e attrezzature sono negate dalla proiettata longevità economica e delle radiazioni dell’habitat composito di alghe. La tecnologia è nuova, ma non sconosciuta “, ha concluso l’autore. “Per fornire un habitat fuori terra a lungo termine, dovrà utilizzare risorse in situ facilmente manipolabili e i risultati sono prevedibili. Le alghe sono la migliore risorsa possibile da utilizzare come struttura, oggetto e tessuto grazie alle sue innate proprietà che consentono una moltitudine di usi. “
