En un futuro lejano, el hombre está tratando de construir una pequeña colonia en el cinturón de asteroides, en uno de los asteroides más grandes. Todos los materiales se extraerán de los asteroides, y se supone que la colonia tendrá acceso a la extracción de todos los tipos de asteroides según sea necesario. La pregunta es, ¿podemos hacer concreto únicamente con minerales obtenidos de asteroides?
El concreto es agregado, agua y cemento seco.
El agregado, supongo, puede descomponerse de cualquier asteroide adecuado. Algunos asteroides tienen agua en ellos, por lo que el agua tampoco debería ser un problema. Es la parte del cemento con la que tengo dificultades. Algunos asteroides contienen trazas muy pequeñas de calcio, pero ¿sería esto suficiente para hacer cemento?
En pocas palabras, "sí, los asteroides contienen los elementos necesarios para hacer concreto".
Un asteroide típico contiene Oxígeno 36% Hierro 26% Silicio 18% Magnesio 14% Aluminio 1,5% Níquel 1,4% Calcio 1,3%
Y el cemento hidráulico está hecho de cualquiera de
belita (2CaO·SiO2); Alita (3CaO·SiO2); aluminato tricálcico (3CaO·Al2O3) (históricamente, y todavía ocasionalmente, llamado 'celita'); Brownmillerita (4CaO·Al2O3·Fe2O3).
Y hay superposición entre lo que se necesita y lo que está disponible.
El hecho de que los elementos estén ahí no significa que puedan extraerse y luego combinarse en la forma química necesaria.
El cemento es un aglutinante que une el agregado en una estructura sólida. Utilizamos cementos a base de cal y los cementos hidráulicos anteriores, principalmente por su abundante disponibilidad y facilidad de extracción. El calcio, de hecho, está ampliamente disponible en forma de piedra caliza en todo el mundo. Pero eso no quiere decir que no se puedan formular cementos exóticos utilizando otros elementos.
El problema, planteo, no estará en los materiales, sino en el curado. El hormigón no se seca, se cura. Es decir, depende del oxígeno de la atmósfera para completar la reacción química. El cemento hidráulico depende del agua. Por lo tanto, construir estructuras de hormigón en el vacío presenta un desafío considerable.
Sin embargo, los ingenieros HAN considerado usar concreto como material de construcción en una estación espacial utilizando materias primas enviadas desde la luna.
No concreto. Pykrete .
Pykrete es un material compuesto congelado, originalmente hecho de aproximadamente 14 por ciento de aserrín o alguna otra forma de pulpa de madera (como papel) y 86 por ciento de hielo por peso (6 a 1 por peso). Durante la Segunda Guerra Mundial, Geoffrey Pyke lo propuso como material candidato para un portaaviones de gran tamaño para la Marina Real Británica. Pykrete presenta propiedades inusuales, incluida una tasa de fusión relativamente lenta debido a su baja conductividad térmica, así como una resistencia y dureza muy mejoradas en comparación con el hielo común. Estas propiedades físicas pueden hacer que el material sea comparable al concreto, siempre que el material se mantenga congelado.
En los asteroides es fácil encontrar hielo y otras cosas congeladas; clatratos de metano, algo de CO2; toda esa buena carne de cometa. Y tienes rocas.
Para hacer pykrete espacial, derrita las rocas y gírelas en lana de roca: una pelusa larga, fibrosa y fibrosa. Esto debería ser mucho más fácil en lowG que aquí abajo: simplemente gire la masa fundida suavemente y deje que la fuerza centrífuga actúe.
La lana de roca ocupará el lugar de la madera. Alrededor de este marco fibroso ahora agregue su mezcla de los helados que tenga y déjelos volver a congelarse. Mientras estén fríos, mantendrán su forma.
Space Pykrete no sería bueno para hacer camas y armarios, pero para aplicaciones estructurales en el espacio, este material debería ser excelente. Uno de los mejores Mythbusters involucra un bote de pykrete que sacan al agua. El principal problema con el pykrete real es que sus rangos de temperatura favoritos no se superponen mucho con los nuestros. En el espacio, permanecer frío debería ser menos problemático.
este concepto inspiró una pequeña viñeta de ficción. A WB no le gustan las historias en prosa en la respuesta, por lo que está en fictionpress. https://www.fictionpress.com/s/3334555/1/Pykrete-and-space-cats
La respuesta corta sería "no"; El cemento Portland es esencialmente piedra caliza (cristal de carbonato de calcio sedimentario) que es probable que escasee en un cinturón de asteroides. Incluso si tuviera un suministro sustancial de material, la falta de gravedad sustancial probablemente frustraría dicho plan. Construir algo en el espacio que no tenga ya una construcción algo rígida sería... difícil. Tal vez podría prefabricar secciones y ponerlas en órbita, pero eso sería un esfuerzo planetario; esencialmente, una operación de albañilería, con los ladrillos provenientes de "otro lugar". La sugerencia de Gryphon podría funcionar con una variación: algún tipo de polvo metálico molido que podría usar una fuente de energía poderosa para "fundir rápidamente" una especie de espuma metálica, pero
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Lunarcrete Una receta básicamente idéntica a Lunarcrete es el camino a seguir. Ahora, una ventaja adicional es agregar urea (la tira de todos modos cuando recicla la orina) y obtiene un concreto que fragua más fuerte que el concreto moderno y se vuelve más fuerte a medida que envejece (un ejemplo de concreto que usa urea sería el concreto romano) Aquí hay un artículo que leí no hace mucho sobre el tema: https://www.google.com/amp/s/www.bbc.com/news/amp/world-africa-45978942
Nota: la urea necesita la luz del sol para iniciar su reacción química.
grifo
AlexP
StephenG - Ayuda Ucrania
Cyn