Pesquisadores da Universidade da Delaware (EUA) criaram um material alternativo ao cimento que suportou com sucesso seis meses de exposição a condições extremas do espaço após ser instalado no exterior da Estação Espacial Internacional (ISS).
Potencial do regolito lunar
Em alguns testes, as amostras retornadas à Terra demonstraram resistência mecânica superior à das amostras idênticas armazenadas em solo terrestre. Esses resultados confirmam a possibilidade de usar este material para criar infraestrutura na Lua, visto que o transporte de cimento da Terra é economicamente inviável.
Segundo os cientistas, o próprio solo lunar pode se tornar uma alternativa para a construção de estruturas na superfície da Lua — o regolito, que é uma camada de poeira e fragmentos de rocha que cobre a superfície do satélite. Norman Wagner, professor do departamento de engenharia química da Universidade da Delaware, explicou que 'o regolito é essencialmente um material silicatado, semelhante à argila' e que ele 'é um dos materiais mais comuns tanto na Terra quanto na Lua, tornando-o interessante para a construção.'
O laboratório de Wagner desenvolve geopolímeros — substitutos do cimento tradicional que ligam materiais argilosos por meio de reações químicas, eliminando a necessidade de processos de produção em alta temperatura. O objetivo é produzir materiais de construção usando regolito com o mínimo de aditivos, reduzindo assim a necessidade de processos industriais intensivos em energia. Os pesquisadores também acreditam que esta tecnologia pode contribuir para aumentar a resiliência da construção civil na Terra.
Testes em condições espaciais
Para avaliar o comportamento dos geopolímeros em condições espaciais, a equipe enviou placas finas feitas com imitadores comerciais de regolito lunar e marciano como parte da missão MISSE-20 da NASA. Durante meio ano, as amostras permaneceram fixadas na parte externa da ISS, sendo expostas ao ambiente hostil da baixa órbita terrestre.
Após o retorno ao planeta, os pesquisadores descobriram que os materiais não apresentaram sinais de degradação. Além disso, em vários casos, as amostras demonstraram maior resistência em comparação com materiais equivalentes que estavam na Terra pelo mesmo período. Este estudo foi publicado na revista Advances in Space Research.
Aplicação de inteligência artificial
Além da capacidade de suportar condições espaciais, os futuros materiais de construção para a Lua devem ser fabricados de forma confiável diretamente na superfície lunar. Para resolver esse problema, a equipe realizou um segundo estudo, publicado na revista Acta Astronautica, utilizando inteligência artificial (IA).
Os cientistas desenvolveram um modelo de aprendizado de máquina que permite prever a resistência dos geopolímeros com base nas características do regolito utilizado e no método de processamento do material. Segundo os cientistas, essa abordagem leva em conta que diferentes tipos de argilas lunares podem ter propriedades distintas, exigindo métodos de produção específicos.
Outro trabalho do laboratório de Wagner estudou o comportamento dos geopolímeros nas fases de mistura, bombeamento e moldagem, antes da cura. Os pesquisadores identificaram um ponto de transição conhecido como ponto crítico de gel, o momento em que o material deixa de se comportar como uma pasta moldável e começa a formar uma estrutura sólida. Os experimentos mostraram que realizar a mistura ou cisalhamento antes dessa fase não afetou nem o tempo de cura nem a resistência final do material. Na opinião dos pesquisadores, isso significa que futuros engenheiros poderão ter maior liberdade na manipulação e processamento de materiais de construção na Lua sem comprometer sua qualidade. Este trabalho foi publicado em uma edição especial da revista Journal of Rheology, dedicada ao comportamento de materiais fora da Terra.