Une grande partie de la surface de Mars est saupoudrée de matériaux à grain fin qui cachent le substratum rocheux en dessous. Ce régolithe pourrait être utile pour fabriquer des briques martiennes pour construire des structures. Dans cette scène, vous pouvez en fait voir le substrat rocheux sauf là où il est recouvert de sable ... NASA/JPL-Caltech/Univ. de l'Arizona

Pour vraiment devenir une espèce multiplanétaire, l'humanité devra apprendre à utiliser les ressources locales sur le monde extraterrestre que nous choisissons d'habiter. Dans le cas de Mars, cela signifie construire des bâtiments à partir de briques fabriquées avec des matériaux martiens.

La première mission humaine sur la planète rouge – probablement le voyage de la NASA prévu dans les années 2030 – sera probablement une mission à court terme avec la plupart des composants d'un habitat temporaire construit sur Terre et expédié sur Mars avant même que les astronautes n'atterrissent. Comme l'avant-poste infortuné de Mark Watney sur Mars dans "The Martian, " Les habitats terrestres en forme de cylindre seront probablement le premier choix.

Mais si nous voulons vivre en permanence sur Mars, nous allons devoir apprendre à « vivre de la terre » et trouver des matériaux in situ qui peuvent être utilisés pour construire une colonie en pleine croissance.

"Finalement, quand les êtres humains peuplent Mars, il va falloir trouver des matériaux de construction locaux... on ne peut pas tout expédier depuis la Terre, " dit le professeur Yu Qiao, un scientifique des matériaux qui travaille à l'Université de Californie, San Diego (UCSD) et une partie de l'équipe qui vient de publier sur le sujet dans la revue en accès libre Scientific Reports.

Qiao travaille au développement d'un élément clé de la civilisation que nous tenons pour acquis ici sur notre planète. Il essaie de trouver des moyens de fabriquer facilement des briques qui seraient utilisées comme base de construction sur Mars, et il a découvert une méthode unique qui pourrait accomplir cette tâche étonnamment facilement avec un seul ingrédient.

"Si vous regardez la Terre et comment la civilisation a commencé, nous avons commencé par construire des maisons en terre... alors je suppose que c'est assez logique, au moins dans les premiers stades de la colonisation de Mars, si nous pouvons transformer le sol martien en blocs de construction, " Qiao dit à HowStuffWorks.

Le sol de Mars est connu sous le nom de régolithe – un sol très fin, matériau de couleur rouille qui couvre toute la planète. Formé après des éons d'impacts de météorites, ces minuscules grains créent les célèbres champs de dunes de Mars et sont soufflés haut dans l'atmosphère, créant parfois des tempêtes de poussière mondiales.

Bien que le régolithe ait déjà été considéré comme un matériau de construction de briques potentiel, l'hypothèse a été qu'il devrait être mélangé avec un produit chimique à base de polymère pour lier le matériau en vrac pour former un bloc solide. Puis, une fois mélangées - comme l'eau et la terre qui créent des briques de boue - ces briques de Mars pourraient ensuite être cuites dans un four pour les rendre solides.

Les chercheurs ont étudié les forces des briques et ont constaté que même sans barres d'armature, ils sont plus résistants que le béton armé. Vous regardez un échantillon après qu'il a été testé jusqu'au point d'échec. Brian J. Chow et Yu Qiao

Les scientifiques pensaient à l'origine que la construction de ces briques serait énergivore - nécessitant probablement un four à propulsion nucléaire, un kit lourd qui devrait être développé sur Terre et lancé sur Mars. Qiao, cependant, a découvert qu'il lui suffit d'appliquer une pression pour créer la brique, à peu près l'équivalent d'un marteau de 10 livres (4,5 kilogrammes) tombant d'environ 3 pieds (1 mètre). Aucun chauffage et aucun four requis.

Comme nous n'avons actuellement aucun vrai régolithe de Mars sur lequel expérimenter, Qiao et son équipe ont utilisé un simulateur de Mars – un matériau développé par la NASA qui se rapproche étroitement de la composition chimique connue et de la taille des grains de la vraie chose. Tirant les leçons de ses expériences avec les expériences menées sur le régolithe lunaire dans le cadre de travaux antérieurs avec la NASA, Qiao s'est rendu compte qu'il ne faudrait pas autant d'agent liant polymère pour créer les briques de Mars. Mais à travers ses enquêtes, il a découvert quelque chose d'étrange.

"Donc, nous avons commencé avec 6 pour cent de liant au simulateur de sol de Mars - cela a très bien fonctionné, " dit Qiao. " Ensuite, nous l'avons réduit à 4 pour cent, fonctionnait encore, puis je l'ai réduit à 2 pour cent... puis à 1 pour cent et ça a toujours marché ! Ensuite, nous avons dit :« Attendez une minute. Que se passe t-il ici?'"

Qiao avait découvert quelque chose d'étrange à propos du simulant de régolithe lui-même - en appliquant uniquement une pression sur un échantillon, le matériau fusionnerait par lui-même sans liant polymère ajouté !

"C'est à ce moment-là que nous avons réalisé qu'il y avait quelque chose de fondamentalement intéressant dans le matériau de simulation lui-même, " Qiao a déclaré avec une certaine excitation. "Nous pensons que [l'effet de liaison] est causé par l'oxyde de fer - la raison pour laquelle Mars semble rougeâtre - et il semble que c'est l'agent de liaison ici. "

Bien sûr, Qiao met en garde, c'est un simulateur sur lequel il travaille. Nous ne saurons pas si le vrai régolithe de Mars réagit de la même manière jusqu'à ce que nous nous rendions physiquement sur Mars ou que nous renvoyions un échantillon sur Terre.

Les chercheurs ont compacté le simulant de Mars sous pression dans un cylindre, tube en caoutchouc souple. Voici à quoi ressemblait le résultat de l'expérience avant qu'il ne soit découpé en briques. Brian J. Chow et Yu Qiao

Actuellement, L'équipe de Qiao n'a produit que de petits échantillons de matériau de la taille d'une pièce de monnaie, mais ces tests ont prouvé que le matériau est très résistant – plus résistant que le béton armé d'acier. Le prochain test consisterait à étendre l'expérience pour produire des échantillons plus grands. Et si des briques plus grandes peuvent être fabriquées en utilisant cette méthode et si le vrai régolithe de Mars se lie de la même manière que ces expériences prédisent, notre future colonie martienne a des options de construction assez intéressantes.

Il imagine que les futures colonies de Mars pourraient avoir un véhicule de collecte de régolithe automatisé qui ramasse le matériau en vrac et le compacte en briques individuelles au fur et à mesure qu'il se déplace - comme une moissonneuse-batteuse créant des balles de foin à partir d'un champ.

"L'autre sens est de mettre les sols dans la structure couche par couche et de les compacter couche par couche, " dit Qiao. " Alors, de cette façon, vous pouvez construire des structures à grande échelle sans produire de briques - un peu comme la fabrication additive." Ce serait un peu comme l'impression 3D, mais sans imprimante – juste un compacteur.

Quant à rejoindre les premiers colons martiens pour superviser les premières structures martiennes en briques, Qiao n'en est pas si sûr.

"Je ne suis pas sûr de survivre à ce voyage ! Mais je serais très heureux d'être le briquetier de ces braves gens, " il dit.