پژوهشگران دانشگاه هنگ‌کنگ ماده ساختمانی زیستی جدیدی توسعه داده‌اند که می‌تواند برای ساخت سازه‌های چاپ سه‌بعدی در مریخ مورد استفاده قرار بگیرد.
این ماده از ترکیب خاک شبیه‌سازی‌شده مریخ، ژلاتین و مخمر مهندسی‌شده ساخته شده و پس از خشک‌شدن به مقاومت فشاری قابل‌توجهی می‌رسد. ایده اصلی این پژوهش، استفاده حداکثری از منابع موجود در مریخ و کاهش نیاز به انتقال مصالح ساختمانی از زمین است.
ساخت‌وساز در مریخ با محدودیت‌های زیادی همراه است. انتقال حجم زیادی از مصالح از زمین به سیاره سرخ هزینه و انرژی بسیار زیادی نیاز دارد و به همین دلیل، استفاده از منابع محلی یا همان راهبرد استفاده از منابع در محل (ISRU) یکی از گزینه‌های مهم برای مأموریت‌های آینده محسوب می‌شود.
از طرف دیگر، جو بسیار رقیق، دمای پایین و تابش شدید فرابنفش مریخ می‌تواند بسیاری از مواد مورد استفاده در سازه‌های زمینی را با مشکل مواجه کند. تولید بتن معمولی نیز به مقدار قابل‌توجهی آب نیاز دارد، در حالی که دسترسی به آب در مریخ محدود و پیچیده است.
پژوهشگران برای حل بخشی از این مشکلات، ماده جدید را بر پایه خاک مریخی طراحی کرده‌اند. در این فرایند، شن حاصل از سنگ‌های شبیه‌سازی‌شده مریخ با یک چسب زیستی مرطوب ترکیب می‌شود.
این چسب از ژلاتین و مخمر مهندسی‌شده تشکیل شده است. ژلاتینی که علاوه بر ایجاد ساختار اولیه، محیطی برای رشد سلول‌های مخمر فراهم می‌کند و ذرات خاک نیز بخش اصلی حجم و شکل سازه را تشکیل می‌دهند.
ماده حاصل را می‌توان با چاپگر سه‌بعدی به شکل‌های مختلف درآورد. پس از چاپ، شرایط محیطی شبیه‌سازی‌شده مریخ باعث خروج تدریجی آب از ماده و شکل‌گیری ساختاری متخلخل و سخت می‌شود. نکته قابل‌توجه این است که برای این فرایند نیازی به پخت یا اعمال گرمای اضافی نیست و ساختار می‌تواند در اثر خشک‌شدن شکل بگیرد.
در آزمایش‌های انجام‌شده روی نمونه‌های کوچک، مقاومت فشاری این ماده به حدود ۱۰ تا ۱۲ مگاپاسکال رسید. پژوهشگران می‌گویند این میزان مقاومت با برخی بتن‌های کم‌مقاومت مورد استفاده روی زمین قابل مقایسه است.
جیشن کیو (Jieshen Qiu)، نویسنده ارشد پژوهش، نیز معتقد است مقاومت به‌دست‌آمده می‌تواند برای ساخت سازه‌های نسبتاً بزرگ مناسب باشد. البته تبدیل این نتایج آزمایشگاهی به یک ساختمان واقعی روی مریخ همچنان به آزمایش‌های بسیار بیشتری نیاز دارد و نمی‌توان صرفاً بر اساس مقاومت فشاری، ساخت سازه‌های چندطبقه را قطعی دانست.
یکی از جالب‌ترین ویژگی‌های این ماده، امکان بازیابی بخش زیستی آن است. مخمر مورد استفاده در ساختار را می‌توان پس از تخریب یا بازیافت مواد، در زیست‌راکتورها دوباره پرورش داد و از آن برای تولید مصالح جدید استفاده کرد. به همین دلیل، پژوهشگران از مفهوم مصالحی صحبت می‌کنند که برخلاف مواد ساختمانی معمول، بخشی از اجزای آن قابلیت رشد و بازتولید دارند.
البته این فناوری هنوز فاصله زیادی با استفاده عملی در مریخ دارد. یکی از پرسش‌های مهم، عملکرد مخمر مهندسی‌شده در شرایط واقعی و طولانی‌مدت مریخ است.
نمونه‌های آزمایشگاهی در محیط کنترل‌شده بررسی شده‌اند و شرایط واقعی مریخ می‌تواند چالش‌های بیشتری ایجاد کند. علاوه بر این، حتی در صورت استفاده از خاک محلی، برخی مواد اولیه مانند ژلاتین و تجهیزات مورد نیاز برای ساخت سازه همچنان باید از زمین منتقل شوند.
با وجود این محدودیت‌ها، این پژوهش مسیر متفاوتی برای معماری فضایی پیشنهاد می‌کند. به‌جای انتقال تمام مصالح از زمین، می‌توان بخش عمده ساختار را از خاک سیاره مقصد تولید کرد و از مواد زیستی به‌عنوان چسب و عامل تقویت‌کننده استفاده کرد.
اگر این روش در مقیاس بزرگ و در شرایط واقعی قابل اجرا باشد، می‌تواند به ساخت زیستگاه‌هایی منجر شود که نه‌تنها از منابع مریخ ساخته می‌شوند، بلکه بخشی از مواد مورد نیاز برای ساخت‌وسازهای بعدی را نیز دوباره تولید می‌کنند.
