在人類未來的太空探索中，必然會有很多涉及到棲息地、其他結構，以及在月球和火星上建立永久存在的建築，因此在太空中混合混凝土是一件不可或缺的事情。這聽起來或許令人匪夷所思，太空和地球是完全不一樣的環境，沒有重力，沒有氧氣，那麼混凝土要怎麼製造呢？

其實NASA已經有了一個名為MICS的研究專案，即水泥固化的微重力研究，目的在於分析我們如何在微重力下建造棲息地或其他結構。

混凝土

眾所周知，除了水以外，混凝土是地球上使用最廣泛的材料，甚至比木頭的使用還廣泛，事實上它的歷史也相當悠久。

混凝土除了具有絕緣效能外，還具有防輻射效能，其結構強度還具有防隕石撞擊效能。雖然水混凝土不是建造建築物的唯一選擇，但它儼然成為了建築的首選。混凝土本身是一種聚合體，它由沙子、碎石和岩石組成，與水泥結合在一起，有兩種型別:波特蘭水泥或地聚合物水泥。把它和水按正確的比例混合，然後塑形，當它固化或變硬時，就變成了一種非常強的物質，這就是為什麼一些部分由混凝土建造的古羅馬渡槽等古代建築仍然屹立不倒的原因。

儘管它在現代世界中無處不在，但仍然有很多科學家不知道它是如何工作的。我們只知道，當它變硬時，它會形成晶體，這些晶體相互交錯，與沙子和砂礫結合在一起，賦予了混凝土無可比擬的強度。而現在科學家們想要知道在微重力環境下會發生什麼？

太空混凝土實驗

作為MICS專案的一部分，在一項被稱為MVP Cell-05的相關研究中，NASA和賓夕法尼亞州立大學與國際空間站上的宇航員合作進行試驗來混合混凝土。混凝土在地球上的特性是眾所周知的，但微重力可能會呈現出完全不一樣的一種情況。

MICS和MVP Cell-05的首席研究員魯德林斯卡說：“我們的實驗主要集中在將混凝土粘合在一起的水泥糊上。我們想知道當沒有重力驅動的現象，比如沉積作用時，水泥混凝土裡會發生什麼狀況，”魯德林斯卡還表示，微重力可以改變晶體微觀結構的分佈，並最終改變材料的效能，我們的發現很可能會改善太空和地球上的混凝土。由於現在全世界的混凝土技術大部分已經成形，因此即便是很小的改進也會產生歷史性的改變。

在地球上，水、聚合體和混凝土的比例是固定的，但是在月球上呢？它只有地球引力的1/6。或者是火星，只有地球引力的三分之一多一點。這些問題將在實驗中解答。

在MICS實驗中，宇航員們拿了幾包水泥粉，然後往裡面加水。然後，他們在不同的時間向一些包裝中新增酒精，以阻止水合作用。在第二個實驗中，MVP Cell-05，宇航員也在水泥中加入了水，但是他們在國際空間站上使用了一個離心機來模擬不同的重力，包括火星和月球的重力。隨後兩個實驗的樣本都被送回地球進行分析。

MVP細胞-05的聯合首席研究員是理查德·格魯格爾。他說，“我們已經看到並記錄了意想不到的結果。”試驗結果表明，微重力混凝土的摻入提高了混凝土的微孔率。微重力樣品中存在氣泡，而地球重力樣品中不存在氣泡。這是因為浮力的緣故。在地球上，氣泡會上升到頂部，事實上，混凝土在固化前有時會機械振動，只是為了幫助趕走氣泡，而氣泡會削弱混凝土的效能。

MICS和MVP細胞05的樣品都比研磨樣品有更大的結晶。微重力樣品中20%的微孔率為結晶提供了更大的空間，而更大的晶體將產生更大的強度。但微重力樣品中較大的微孔率也會產生較低密度的混凝土，這可能意味著混凝土的強度會有一定的降低，而且研究顯示微重力樣品的微孔尺寸也比地面樣品大一個數量級。而且微重力混凝土的沉降較少，這意味著在硬化過程中骨料的小顆粒沒有沉降到底部，而是更均勻地分佈在混凝土中。這意味著混凝土更加均勻，這也會影響到混凝土的強度。

這是目前對微重力混凝土的初步研究，由於暫時還沒有對這些樣品進行強度測試，所以任何關於強度的結論都是不成熟的。但它確實指出了地球混凝土和微重力混凝土的一些非常不同的性質，這無疑將在未來的探索中提供幫助。