Un béton spécial soufré sera nécessaire pour abriter durablement les prochains explorateurs humains. Compte tenu de la distance, il ne sera pas possible d’explorer Mars sur le modèle des missions lunaires Apollo, dit touch and go, qui consiste à atterrir et repartir peu de temps après.
Pourquoi cette impossibilité avec Mars ? À cause du mouvement des planètes autour du Soleil. Quitter Mars à un moment inadéquat pour regagner la Terre impliquerait deux ans de voyage dans l’espace juste pour le retour. Il suffit d’attendre que la Terre et Mars soient de nouveau proches l’une de l’autre — tous les deux ans — pour bénéficier de six mois de temps de trajet “seulement”. Mars n’orbite pas autour de la Terre comme la Lune et il faudra donc que les colons y bâtissent des abris.
Bien sûr, le temps de transport aller-retour n’est qu’un des très nombreux défis technologiques, logistiques et humains inhérents à un tel projet de voyage habité. Les radiations solaires et cosmiques très dangereuses, la vie communautaire dans un vaisseau, les effets de l’apesanteur sur le corps humain en font partie. C’est pourquoi de nombreuses personnes affirment que cela restera hors de notre portée pour encore quelques décennies.
Cependant Mars comme la Lune sont couvertes d’une poussière très fine faite de milliards d’années de chute de météorites à leur surface. On l’appelle régolithe. Or celle-ci sera d’une grande utilité pour élaborer du béton sur place et y bâtir des abris durables. Cependant ce béton affrontera d’autres contraintes que celles rencontrées sur la Terre: peu de pression atmosphérique rayonnement ultraviolet constant, etc.
Il faut donc déterminer quel type de régolithe est le plus prometteur. L’étude référencée ci-dessous indique que le meilleur candidat est le béton soufré, le plus abondant sur Mars selon les analyses effectuées par les atterrisseurs et rovers martiens Viking, Spirit, Opportunity et Curiosity. Par ailleurs de l’eau en abondance sera nécessaire. En dehors de cette apportée lors de chaque liaison avec la Terre, il faudra donc récupérer l’urine produite in situ pas les astronautes.
Source
Acta Astronautica Volume 226, Part 1, January 2025, Pages 494-520
Martian buildings: Feasible cement/concrete for onsite sustainable construction from the structural point of view
Omid Kari and others
https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2024.10.056Get rights and content
Abstract
Colonizing other planets, like Mars, marks a significant milestone in the pursuit of a multi-planetary existence. Millions of people would settle on Mars in self-sufficient bases. Colonizing Mars is a long-term mission that demands self-sufficient, secure habitats and comprehensive planning. Importing structures, such as inflatable structures, from Earth is cost-prohibitive, making the utilization of in-situ resources and onsite construction the most viable approach for preparing the required buildings. Studies have shown that it is possible to produce and craft several kinds of binders and concretes with appropriate mechanical behavior using Martian soil composition; however, determining the optimal option for onsite construction remains a challenge. This study investigates available cement/concrete options for onsite construction on Mars from a structural engineering perspective, taking into account the available resources and technologies. In this regard, the observations and data provided by Martian landers, rovers, orbiters and methods such as Viking-1 & 2, Pathfinder, Spirit, Opportunity, Curiosity, Mars Express, Ultraviolet–visible/Near-infrared reflectivity spectra and Alpha particle X-ray spectrometer were used to obtain a comprehensive and detailed investigation. Eleven types of Martian cement/concrete based on the in-situ resources, soil composition, and available technologies were compared based on the criteria and indices defined in accordance with the structural engineering point of view to select the best practical option for onsite construction. These criteria encompass factors such as mechanical behavior, Martian structural loads, raw material accessibility, available sources, energy required for production, water requirement, curing and hardening time, possibility of using 3D printers, byproduct usefulness, conditions required for hardening and curing, importation requirements from Earth, production complexity, long-term durability and behavior under galactic cosmic rays (GCRs) and solar energetic particles (SEPs). The pros and cons of each cement/concrete option are thoroughly assessed, considering the harsh conditions on Mars. Additionally, the study highlights extra considerations that are crucial for onsite construction on Mars. To determine the best practical option for onsite construction and sustainable colonization, the proposed cements/concretes were compared using multi-scale spider/radar diagrams and a quantitative point of view. This perspective was enabled by assigning weights to each criterion through expert consultation, experimental data, and literature review, ensuring that the diagrams accurately reflect the features of each concrete mix. This comprehensive investigation aims to provide valuable insights into selecting the most suitable cement/concrete for onsite construction on Mars, considering the structural engineering perspective and the long-term goal of sustainable colonization.
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