冷凍水果啟發太空靈感 星球移民迎來新曙光
人類邁向火星移民，登陸後的棲身之所成了最棘手的課題。遙遠又嚴苛的火星環境，光是克服太空人生存挑戰還不夠，如何在紅紅色大地上打造安全居住空間，考驗著當代科研團隊的智慧。香港科技大學研究團隊嘗試從材料科學找到全新突破口，打破所有建築材料必須從地球遠渡重洋運輸的思維瓶頸，為外星蓋房開闢新路。
近真空嚴寒考驗 凍乾原理開啟研發契機
香港科技大學土木及環境工程學系副教授仇霽申表示，團隊面臨的最大挑戰，莫過於如何在接近真空且極度寒冷的環境中製作材料，那樣的情境正是火星的真實寫照，因此試著尋找火星環境與地球工程之間的相似之處。轉機出現在日常生活常見的美味零食，研究人員發現水果經過冷凍乾燥水分流失後，材料結構改變反而變得更加堅硬。仇霽申提到，人們冷凍乾燥水果時的環境與火星環境非常相似，相變化帶走水分會讓材料質地更硬，這項有趣的觀察激發強烈靈感，帶領團隊沿著此方向邁進。
火星砂土混合基因酵母 3D列印特製混凝土
掌握研發方向後，團隊積極尋找合適的材料配方，直接利用模擬火星土壤的砂子作為基底，搭配關鍵黏合劑，透過3D列印技術逐步打造出新型建材。仇霽申表示，團隊正在製作一種特製混凝土，採用當地現成的砂子，關鍵配方在於黏合劑。這款黏合劑加入明膠土作為基底環境，讓經過基因工程改造的酵母得以生長，進而產生黏附蛋白，大幅提升黏合劑的整體性能與強度，大幅降低對地球物資配送的依賴。
火星蓋房非天方夜譚 火箭載重成首要關卡
實驗室內成功研發，距離火星地面實體建案成型仍有一段路要走。仇霽申認為，並沒有任何根本因素會阻止團隊在火星實現這些構想，前提是必須通盤考量火箭、重力以及所有實際需要運送至另一個地點的物資，而目前面臨的最大考驗，正是火箭的載重能力 limitations。如何降低運輸負擔，將直接決定技術落地的速度。
能源採集設備不可少 規模化施工關鍵在電力
除了運輸限制，擴大施工規模的另一大要務落在電力保障。研究團隊指出，未來任務規劃必須把能源採集設備一併納入考量，才有辦法支撐龐大建材的3D列印與持續製作。仇霽申表示，或許需要在當地運送足夠數量的能源採集設備，才能真正擴大房屋3D列印的規模，這是目前正努力克服的主要挑戰。
成果登上權威期刊 材料科學家抱持樂觀夢想
研究成果已於今年九月正式發表於國際權威科學期刊《Nature》，雖然現階段仍處於材料研發階段，未來還需要針對材料性能、能源需求與實際施工條件進行多重驗證。談到太空探索的遠景，仇霽申表示，身為土木工程師與材料科學家，心態相當樂觀，更重要的是身為充滿好奇心的人類，由衷希望未來這件事能夠真正實現，讓人類成功登陸火星並在當地展開各項工作。從冷凍水果的妙想，到砂土、基改酵母與3D列印的跨界結合，太空資源在地化利用正一步步化為現實。
