Des chercheurs de l'Institut indien des sciences (IISC) ont développé une technique basée sur les bactéries pour réparer les briques qui peuvent être utilisées pour construire des habitats lunaires s'ils sont endommagés dans l'environnement dur de la lune.
Les futures expéditions lunaires ne sont plus prévues comme de simples missions de survol. Le programme Artemis de la NASA, par exemple, cherche à créer un habitat permanent sur la lune. Pour réduire les coûts, au lieu de transporter des matériaux de la Terre, les astronautes devraient utiliser le sol lunaire abondamment disponible ou le «régolithe» – un mélange complexe de minéraux et de roches cassés – pour construire des structures sur place.
Il y a quelques années, des chercheurs du Département de génie mécanique (ME), IISC, ont développé une technique qui utilise une bactérie du sol appelée Sporosarcina pasteurii pour construire des briques à partir de simulants du sol lunaire et martien. La bactérie convertit l'urée et le calcium en cristaux de carbonate de calcium qui, avec la gomme de guar, collent les particules du sol pour créer des matériaux en forme de brique. Ce processus est une alternative écologique et à faible coût à l'utilisation du ciment.
Par la suite, l'équipe a également exploré le frittage – chauffant un mélange compacté de simulant du sol et un polymère appelé alcool polyvinylique à des températures très élevées – pour créer des briques beaucoup plus fortes.
« C'est l'une des façons classiques de faire des briques », explique Aloke Kumar, professeur agrégé chez moi et auteur correspondant de l'étude. « Il fait des briques de très haute résistance, plus que suffisant même pour le logement ordinaire. » Le frittage est un processus facilement évolutif – des briques de maîtrise peuvent être faites en même temps dans un four.
Mais la surface lunaire est extrêmement dure – les températures peuvent passer de 121 ° C à -133 ° C en une seule journée et elle est constamment bombardée par des vents solaires et des météorites. Cela peut provoquer des fissures dans ces briques, affaiblissant les structures construites en utilisant.
« Les changements de température peuvent être beaucoup plus dramatiques sur la surface lunaire, qui peuvent, sur une période de temps, avoir un effet significatif », explique le co-auteur Koushik Viswanathan, professeur agrégé chez moi. « Les briques frittées sont fragiles. Si vous avez une fissure et qu'elle grandit, toute la structure peut rapidement s'effondrer. »
Pour résoudre ce problème, l'équipe s'est de nouveau tournée vers les bactéries.
Dans une nouvelle étude, ils ont créé différents types de défauts artificiels dans les briques frittés et versé une suspension à base de S. pasteurii, de gomme de guar et de simulant du sol lunaire. L'œuvre est publiée dans la revue Frontiers in Space Technologies.
Pendant quelques jours, la suspension a pénétré dans les défauts et la bactérie a produit du carbonate de calcium, qui les a remplies. La bactérie a également produit des biopolymères qui agissaient comme des adhésifs qui ont fortement lié les particules du sol avec la structure résiduelle de la brique, récupérant ainsi une grande partie de la force perdue de la brique. Ce processus peut éviter la nécessité de remplacer les briques endommagées par de nouvelles, prolongeant la durée de vie des structures construites.
« Nous n'étions initialement pas sûrs si les bactéries se lieraient à la brique frittée », explique Kumar. « Mais nous avons constaté que les bactéries peuvent non seulement solidifier la suspension mais aussi bien adhérer à cette autre masse. » Les briques renforcées ont également pu résister à des températures allant de 100 ° C à 175 ° C.
« L'une des grandes questions concerne le comportement de ces bactéries dans des conditions extraterrestres », explique Kumar. « Leur nature va-t-elle changer? Vont-ils cesser de faire (la production de carbonate)? Ces choses sont encore inconnues. »
L'équipe travaille actuellement sur une proposition visant à envoyer un échantillon de S. pasteurii dans l'espace dans le cadre de la mission Gaganyaan, pour tester leur croissance et leur comportement en microgravité. Viswanathan dit: « Si cela se produit, à notre connaissance, ce sera la première expérience du genre avec ce type de bactéries. »
