Hur kan vi bygga på Mars? En avslappnad pratstund med en geolog fick en ingenjörsakademiker från University of Canterbury (UC) och hans team att ägna flera år åt att undersöka hur man bygger på Mars. Allt började med att docent Allan Scott och geologiprofessor Chris Oze (Occidental College) funderade på vilka material som fanns tillgängliga på Mars för att tillverka betong eller "Marscrete".

Jordbetong tillverkas med Portlandcement, som framställs genom att värma kalksten för att driva bort CO₂ . Cement, det huvudsakliga bindemedlet, blandas med sand, sten och vatten för att skapa betong.

Men den angelägna frågan är:Vad finns tillgängligt på Mars för att binda samman Marscretes material?

"Tyvärr finns det inte mycket kalksten på Mars så vi tittar på alternativa sätt att hitta något slags bindemedelssystem", säger docent Allan Scott. "Marscrete kan hänvisas till som en hel rad olika material som kan användas på Mars huvudsakligen från lokala ingredienser."

Teamet har undersökt användningen av basaltisk sten som kan hittas på jorden och på Mars. Enligt docent Scott kan magnesiumoxid och kiseldioxid extraheras ur basaltberget, innan man kombinerar magnesiumoxiden och kiseldioxiden till ett bindemedel med liknande egenskaper som cement.

"Vi försöker använda material, stenar och saker som vi vet finns tillgängliga på Mars så att vi kan perfekta utvinningsprocessen här och göra betong som har liknande egenskaper som Portlandcement."

Det är dock inte bara material teamet forskar om. Miljöerna på Jorden och Mars är extrema i sina skillnader med mycket lägre tryck och temperaturer på Mars. Teamet använder testfaciliteterna vid University of Canterbury för att tillåta temperaturer så låga som -86 °C samtidigt som de simulerar atmosfäriska förhållanden genom att skapa ett vakuum i labbet.

"Allt vi försöker göra är att simulera en miljö som Mars utan att faktiskt vara där", säger han.

När docent Scott började sin forskning var det bara ett fåtal personer som tittade på rymdmaterial för konstruktion, men intresset har vuxit inom området med den potentiella verkligheten av en användbar produkt närmar sig.

Arbetet med Aerospace Christchurch och New Zealand Space Agency har hjälpt till att öppna upp kontakter.

"Hela rymdgemenskapen här i Christchurch och Nya Zeeland är verkligen fantastisk. Det är fantastiskt. Just det faktum att du kan gå och prata med folk på Aerospace Christchurch eller Rocket Lab till exempel ger mycket löfte och potential."

Medan rymdforskningen fortfarande är viktig är det som teamet har grävt fram att användningen av basaltisk sten istället för traditionell cement kan bidra till att minska koldioxidavtrycket från betong på jorden, säger han.

"Cement är bra men det bidrar till cirka 8–10 % av den globala CO₂ utsläpp. Det finns en satsning på att minska det och material har något lovande på det här området."

Enligt docent Scott kan kiseldioxiden som extraheras från basaltberget användas för att delvis ersätta Portlandcement, vilket minskar nästan 30 % av CO₂ utsläpp, medan magnesiumhydroxiden kan användas för att avlägsna kol, vilket gör den tillgänglig för alla industrier som producerar CO₂ för att stoppa det att komma in i atmosfären.