Muutaman seuraavan vuosikymmenen aikana NASA, Euroopan avaruusjärjestö (ESA), Kiina ja Venäjä suunnittelevat luomaan kuun pintaan etupisteitä, jotka mahdollistavat ihmisen pysyvän läsnäolon. Näillä ehdotuksilla pyritään hyödyntämään lisäaineiden valmistuksen (tunnetaan myös kolmiulotteisen tulostamisen) kehitystä in-situ -resurssien hyödyntämisen (ISRU) avulla vastaamaan kuuhun asumisen ja työskentelyn erityisiin haasteisiin.
Kansainvälisen kuukylänsä vuoksi ESA on kokeillut ”lunacrete” -kuukausireoliittia yhdistettynä sidosaineeseen rakennusmateriaalin luomiseksi. Mutta äskettäin tutkijaryhmä teki tutkimuksen (yhteistyössä ESA: n kanssa), jonka mukaan lunakreeti toimii vielä paremmin, jos lisäät erityisen ainesosan, jonka astronautit itse tekevät - virtsan!
Tarkemmin sanottuna kemiallinen urea, orgaaninen yhdiste, jota löytyy eläinten virtsasta. Tästä löytöstä vastaavan ryhmän johti Shima Pilehvar Østfold University Collegesta. Ryhmään kuuluivat jäsenet Norjasta, Espanjasta, Alankomaista ja Italiasta. Heidän tutkimuksensa, joka ilmestyi äskettäin Lehti puhtaammasta tuotannosta, tuki ESA: n Euroopan avarustutkimus- ja teknologiakeskus (ESTEC).
Kuten he kuvaavat tutkimuksessaan, ryhmä teki useita kokeita määrittääkseen urean mahdollisuudet toimia pehmittimenä. Betoniin sisällytettynä he halusivat nähdä, pehmentäisikö se alkuperäistä seosta ja tehdä siitä joustavamman ennen kovettumista. Tämän testaamiseen liittyi ESA: n kehittämän simuloidun kuun regolithin käyttö urean ja erilaisten pehmittimien kanssa ja tuloksena olevan tuotteen 3D tulostaminen sitten.
Cartagenan ammattikorkeakoulun (UPCT) professori ja tutkimuksen avustaja Ramón Pamies kuvasi äskettäisessä Sinc-lehdistötiedotteessa, kuinka astronautit tekevät lunacreteta.
”Jotta kuuhun käytettävä geopolymeeri betoni saataisiin aikaan, on tarkoitus käyttää sitä, mitä siellä on: regolithia (irtonaista materiaalia kuun pinnasta) ja vettä jäästä, jota esiintyy joillain alueilla. Mutta lisäksi, tässä tutkimuksessa olemme havainneet, että myös jätetuotetta, kuten kuun perustaa käyttävän henkilöstön virtsaa, voidaan käyttää. Tämän kehon nesteen kaksi pääkomponenttia ovat vesi ja urea, molekyyli, joka mahdollistaa vedysidosten katkeamisen ja pienentää siten monien vesipitoisten seosten viskositeettia. "
Kokeet tehtiin Norjan Østfold University Collegessa, missä näytteet muunnettiin ja testattiin. Heille tehtiin myös analyysi UPCT: ssä käyttämällä tekniikkaa, joka tunnetaan nimellä röntgendiffraktio. Kokeet osoittivat, että urealla tehdyt näytteet pystyivät sietämään korkeuspainokuormituksia pysytellen melkein kokonaan samassa muodossa.
Näytteet kuumennettiin myös lämpötilaan 80 ° C (176 ° F) ja jäädytettiin yli ja yli, jotta voidaan nähdä kuinka ne kestävät äärimmäiset lämpötilan vaihtelut, kuten Kuulla. Kahdeksan jäädyttämis-sulatusjakson jälkeen niiden vastus testattiin uudelleen ja niiden todettiin olevan vielä voimakkaampia. Lyhyesti sanottuna, nämä testit osoittivat, että toinen in-situ-käytäntö (käymälän käyttö) voisi auttaa rakentamaan kuun perustaa, joka pystyy käsittelemään elementtejä.
Vaikka nämä tulokset ovat rohkaisevia (joskin vähän), ryhmä korostaa, että lisätestauksia on tehtävä ja uuttamisprosessia on vielä suunnitteilla. Kuten tutkimuksen ohjaaja Østfoldin yliopisto-yliopiston tutkija Anna-Lena Kjøniksen totesi:
”Emme ole vielä tutkineet, kuinka urea uutettaisiin virtsasta, kun arvioimme, olisiko tämä todella tarpeen, koska ehkä sen muita komponentteja voitaisiin käyttää myös geopolymeerbetonin muodostamiseen. Virtsaan todellista vettä voitaisiin käyttää seokseen, samoin kuin sitä, jota voidaan saada Kuulla, tai näiden molempien yhdistelmää. "
Ryhmä korosti myös lisätestausten tarvetta selvittääkseen, mikä rakennusmateriaali olisi optimaalinen kuunpohjien perustamiseen. Kestävyyden ja äärimmäisen kuumuuden ja kylmän sietokyvyn lisäksi sen on oltava myös jotain, jota 3D-tulostimet voivat tuottaa massatuotantona. Valitettavasti nämä ovat vain yksi kuun tukikohdan rakentamisen haasteista.
Mutta kuten tämä tutkimus osoittaa, tällaiset haasteet tarjoavat mahdollisuuden olla luovia. Kun tulemme lähemmäksi pistettä, jossa tärkeimmät kuukausimatkat suunnitellaan - kuten Artemis, vain aloittelijoille -, voimme odottaa, että tarjotaan luovampia ratkaisuja.
