Si todo va según lo planeado, los científicos pueden comenzar a construir puestos de avanzada en la luna, y algunos expertos creen que estos puestos de avanzada podrían construirse con ladrillos hechos con regolito lunar. Y ahora, un nuevo estudio basado en experimentos simulantes del regolito lunar sugiere que si estos ladrillos de polvo de luna se rompen, las bacterias podrían usarse para sellarlos nuevamente.
Utilizando tantos recursos lunares locales como sea posible para construir una base en la luna es esencial para mantener bajos los costos; lanzamiento de grandes masas de material de Tierra a la luna es muy caro. Por lo tanto, hacer ladrillos fuera del regolito lunar se ha discutido durante mucho tiempo como una solución potencial. Muchos equipos de todo el mundo, incluidos los investigadores del Instituto Indio de Ciencia (IISc), han estado experimentando haciendo este tipo de ladrillos con simulantes de regolito lunar.
El regolito, para el contexto, se refiere al polvo suelto y las rocas que cubren la superficie de la luna. Las muestras reales de regolito lunar son raras y preciosas, y por lo tanto, los simulantes, que tienen como objetivo replicar diferentes tipos de regolito, se utilizan para experimentos. Anteriormente, los investigadores del IISC encontraron una forma de usar una bacteria del suelo terrestre llamada Sporosarcina pasteurii para hacer ladrillos con simulantes de regolito. Las bacterias pueden convertir la urea, que las bacterias producen como desechos, y calcio en cristales de carbonato de calcio. Cuando se mezcla con goma guar que se extrae de los frijoles guar, estos cristales pueden unir partículas de regolito para formar ladrillos.
Más tarde, el mismo equipo experimentó con los ladrillos lunares a través de la sinterización, lo que implicaba calentar una mezcla compacta de simulante de regolito con alcohol polivinílico, que es un polímero soluble, a temperaturas extremadamente altas en un horno. Los ladrillos formados a través de la sinterización parecían aún más fuertes que los ladrillos construidos por la bacteria; sin embargo, las condiciones en la luna son bastante graves.
Expuesto al vacío del espacio, los ladrillos lunares tendrían que soportar un rango de temperatura de un máximo de 250 grados Fahrenheit (121 grados Celsius) hasta un mínimo de -208 grados Fahrenheit (–133 grados centígrados) durante el transcurso de un día lunar, lo que colocaría estrés térmico extremo en los ladrillos. También estarían sujetos a bombardeo por micrometeoritos y rayos cósmicos.
“Los cambios de temperatura pueden ser mucho más dramáticos en la superficie lunar, lo que puede, durante un período de tiempo, tener un efecto significativo”, dijo Koushik Viswanathan, del Departamento de Ingeniería Mecánica del IISC en un declaración. “Los ladrillos sinterizados son frágiles. Si tienes una grieta y crece, toda la estructura puede desmoronarse rápidamente”.
Por lo tanto, poder reparar adecuadamente los ladrillos en la luna antes de que un puesto avanzado lunar se desmorone al polvo sería esencial. Entonces, Viswanathan y sus colegas volvieron a su idea anterior de usar Sporosarcina pasteurii, pero esta vez no hacer los ladrillos ellos mismos, sino para crear un sellador que pueda llenar grietas y agujeros en los ladrillos.
El equipo sinterizó los ladrillos de Regolith Simulant, y luego les aplicó numerosos tipos de daño: agujeros, muescas en forma de V y muescas semicirculares, por ejemplo, todo lo cual resultaría de la fatiga estructural. Luego, los investigadores vertieron una mezcla, a la que se refieren como una lechada, inventada a partir de una combinación de Sporosarcina pasteurii, goma de guar y simulante de regolito, sobre los ladrillos y los dejaron durante unos días, permitiendo que la lechada se filtre en los ladrillos y llene cualquier agujero o grietas.
La bacteria hizo dos cosas. Uno, hizo carbonato de calcio que llenó efectivamente las grietas, y dos, produjeron biopolímeros que permitieron que la mezcla se uniera con el ladrillo, lo que lo hace sólido una vez más. El equipo descubrió que esto devolvió el 28 al 54% de la resistencia a la compresión anterior de un ladrillo, aunque no devuelve los ladrillos a su resistencia original.
“Inicialmente no estábamos seguros si la bacteria se uniría al ladrillo sinterizado”, dijo Aloke Kumar del IISC. “Pero descubrimos que la bacteria no solo puede solidificar la lechada sino también adherirse bien a esta otra masa”.
Lograr esto en un laboratorio es una cosa, pero hacerlo en condiciones difíciles en la luna es otra cosa.
“Una de las grandes preguntas es sobre el comportamiento de estas bacterias en condiciones extraterrestres”, dijo Kumar. “¿Cambiará su naturaleza? [the carbonate production]? Esas cosas aún se desconocen “.
Para tratar de responder algunas de estas preguntas, el equipo propone enviar una muestra de Sporosarcina pasteurii como parte del próximo Gaganyaan Misión, que será la primera misión espacial india de tripulación, llevando a tres astronautas más allá de la Tierra ya en 2026.
“Si eso sucede, hasta donde sabemos, será el primer experimento de este tipo con este tipo de bacterias”, dijo Viswanathan.
La investigación fue publicada el 27 de marzo en la revista. Fronteras en tecnologías espaciales.