У наступні кілька десятиліть НАСА, Європейське космічне агентство (ESA), Китай та Росія планують створити форпости на поверхні місяця, що дозволить забезпечити постійну присутність людини. Ці пропозиції мають на меті скористатися прогресом у виробництві добавок (т.к. тривимірне друк) з використанням In-Situ Resource Utility (ISRU) для вирішення конкретних проблем життя та роботи на Місяці.
Заради свого Міжнародного Місяцького селища, ESA проводив експерименти з «лунабетоном» - місячним реголітом у поєднанні зі сполучним агентом для створення будівельного матеріалу. Але нещодавно команда дослідників провела дослідження (у співпраці з ESA), яке виявило, що лунабетон працює ще краще, якщо додати спеціальний інгредієнт, який космонавти роблять все самі - сечу!
Більш конкретно, хімічна сечовина, органічна сполука, виявлена в сечі тварин. Команда, відповідальна за цю знахідку, очолювала Шима Пілехвар з університетського коледжу Естфолд та включала членів Норвегії, Іспанії, Нідерландів та Італії. Їх дослідження, які нещодавно з'явилися в Журнал чистого виробництва, отримав підтримку Європейського центру космічних досліджень та технологій (ESTEC).
Як вони описують у своєму дослідженні, команда провела кілька експериментів, щоб визначити потенціал сечовини діяти як пластифікатор. Вкладаючи їх у бетон, вони хотіли побачити, чи пом'якшить його початкова суміш та зробить її більш податливою до затвердіння. Тестування цього передбачало використання імітаційного місячного реголіту, розробленого ESA, із сечовиною та різними пластифікаторами, а потім 3-D друк отриманого продукту.
Рамон Паміес, професор політехнічного університету Картахени (UPCT) та співавтор дослідження, розповів про те, як лунатон зробить космонавти в недавньому прес-релізі Sinc:
"Для виготовлення геополімерного бетону, який буде використовуватися на Місяці, ідея полягає у використанні того, що там є: реголіт (сипучий матеріал з поверхні Місяця) та вода з льоду, присутнього в деяких районах. Але більше того, за допомогою цього дослідження ми побачили, що такий відхід, як сеча персоналу, що займає місячні бази, також може бути використаний. Два основні компоненти цієї рідини - це вода і сечовина, молекула, яка дозволяє розірвати водневі зв’язки і, отже, зменшує в'язкість багатьох водних сумішей. "
Експерименти проводилися в Університетському коледжі Естфолда в Норвегії, де зразки були виготовлені та протестовані. Вони також були піддані аналізу на UPCT за допомогою методики, відомої як рентгенівська дифракція. Експерименти показали, що зразки, виготовлені з сечовиною, здатні переносити високі навантаження на вагу, залишаючись майже повністю в одній формі.
Щоб побачити, як вони витримають екстремальні перепади температури, як, наприклад, присутні на Місяці, зразки також нагрівали до 80 ° C (176 ° F), а потім заморожували, знову і знову. Після восьми циклів заморожування-відтавання їх стійкість була протестована ще раз і виявилася ще сильнішою. Коротше кажучи, ці випробування показали, що інша практика in situ (з використанням латрини) може допомогти у побудові місячних баз, які можуть обробляти елементи.
Хоча ці результати є обнадійливими (якщо небагато), команда підкреслює, що необхідно провести подальші випробування та ще слід розробити процес вилучення. Як зазначила Анна-Лена Кьоніксен, науковий співробітник університетського коледжу Østfold, який керував дослідженням:
"Ми ще не досліджували, як сечовина витягуватиметься з сечею, оскільки ми оцінюємо, чи це було б дійсно необхідно, тому що, можливо, інші її компоненти також можуть бути використані для формування бетону геополімеру. Фактична вода в сечі може використовуватися для суміші разом з тією, яку можна отримати на Місяці, або їх комбінацією ».
Команда також підкреслила необхідність подальших випробувань, щоб визначити, який будівельний матеріал буде оптимальним для створення місячних баз. Окрім стійкості та терпимості до екстремальної спеки та холоду, також потрібно буде щось, що може бути масово виготовлене 3-D принтерами. На жаль, це лише одна з проблем побудови місячної бази.
Але як показує це дослідження, такі виклики дають можливість проявити творчість. По мірі наближення та наближення до пункту, коли заплановані ключові місячні місії - на кшталт Project Artemis, лише для початку - ми можемо очікувати, що будуть запропоновані більш творчі рішення.
