I løpet av de neste tiårene planlegger NASA, European Space Agency (ESA), Kina og Russland alle å skape utposter på månens overflate som vil gi mulighet for en permanent menneskelig tilstedeværelse. Disse forslagene søker å utnytte fremskritt innen tilsetningsindustri (også 3-D-utskrift) med In-Situ Resource Utilization (ISRU) for å møte de spesielle utfordringene ved å leve og jobbe på Månen.
For deres internasjonale måneby, har ESA eksperimentert med “lunacrete” - månegolitt kombinert med et bindemiddel for å lage et byggemateriale. Men nylig gjennomførte et team av forskere en studie (i samarbeid med ESA) som fant ut at lunacrete fungerer enda bedre hvis du legger til en spesiell ingrediens som astronautene lager helt alene - urin!
Mer spesifikt, den kjemiske urea, en organisk forbindelse som finnes i urinen til dyr. Teamet som var ansvarlig for dette funnet ble ledet av Shima Pilehvar ved Høgskolen i Østfold og inkluderte medlemmer fra Norge, Spania, Nederland og Italia. Deres forskning, som nylig dukket opp i Journal of Cleaner Production, ble støttet av ESAs European Space Research and Technology Center (ESTEC).
Som de beskriver i studien sin, gjennomførte teamet flere eksperimenter for å finne potensialet for urea til å fungere som mykner. Når de ble innlemmet i betong, ønsket de å se om den ville myke opp begynnelsesblandingen og gjøre den mer fleksibel før herding. Testing av dette innebar bruk av simulert månegregolit utviklet av ESA med urea og forskjellige myknere og deretter 3D-utskrift av det resulterende produktet.
Ramón Pamies, professor ved det polytekniske universitetet i Cartagena (UPCT) og en medforfatter på studien, beskrev hvordan lunacrete vil bli laget av astronauter i en fersk pressemelding fra Sinc:
“For å lage geopolymerbetong som skal brukes på månen, er tanken å bruke det som er der: regolith (løst materiale fra månens overflate) og vannet fra isen som er til stede i noen områder. Men dessuten har vi med denne studien sett at et avfallsprodukt, som urinen fra personellet som okkuperer månebasene, også kunne brukes. De to hovedkomponentene i denne kroppsvæsken er vann og urea, et molekyl som gjør det mulig å bryte hydrogenbindingene, og reduserer derfor viskositetene i mange vandige blandinger. "
Eksperimentene ble utført ved Høgskolen i Østfold i Norge, hvor prøvene ble utformet og testet. De ble også utsatt for analyse ved UPCT ved bruk av en teknikk kjent som røntgendiffraksjon. Det eksperimentene viste, var at prøver fremstilt med urea var i stand til å tåle høye vektbelastninger mens de forble nesten helt i samme form.
For å se hvordan de ville tåle ekstreme temperaturvariasjoner, som de som var til stede på Månen, ble prøvene også oppvarmet til 80 ° C og deretter frosset, om og om igjen. Etter åtte frys-tine sykluser ble deres motstand testet igjen og funnet å være enda sterkere. Kort sagt, disse testene viste at en annen praksis på stedet (ved bruk av latrin) kan hjelpe til med konstruksjon av månebaser som kan håndtere elementene.
Selv om disse resultatene er oppmuntrende (om litt), understreker teamet at ytterligere tester må gjøres og at en ekstraksjonsprosess ennå ikke er designet. Som Anna-Lena Kjøniksen, en forsker fra Høgskolen i Østfold som veiledet studien, indikerte:
"Vi har ennå ikke undersøkt hvordan urea vil bli trukket ut fra urinen, da vi vurderer om dette virkelig ville være nødvendig, fordi kanskje de andre komponentene også kan brukes til å danne geopolymerbetong. Det faktiske vannet i urinen kan brukes til blandingen, sammen med det som kan fås på Månen, eller en kombinasjon av begge deler. "
Teamet understreket også behovet for ytterligere testing for å se hvilket byggemateriale som vil være optimalt for å lage månebaser. I tillegg til spenst og toleranse for ekstrem varme og kulde, vil det også trenge å være noe som kan masseproduseres av 3D-skrivere. Akk, dette er bare en av utfordringene med å bygge en månebase.
Men som denne studien viser, gir slike utfordringer muligheten til å bli kreative. Når du kommer nærmere og nærmere punktet der viktige måneoppdrag er planlagt - som Project Artemis, bare for det første - kan vi forvente at mer kreative løsninger vil bli foreslått.
