U sljedećih nekoliko desetljeća, NASA, Europska svemirska agencija (ESA), Kina i Rusija planiraju stvoriti pretpostave na mjesečevoj površini koji će omogućiti trajno prisustvo ljudi. Ovim se prijedlozima želi poboljšati napredak u proizvodnji aditiva (aka. Trodimenzionalni tisak) pomoću in-situ situacijskog korištenja resursa (ISRU) radi rješavanja određenih izazova života i rada na Mjesecu.
Zarad svog međunarodnog Mjesečevog sela, ESA je eksperimentirala s „luna betonom“ - lunarnim regolitom u kombinaciji sa sredstvom za vezanje kako bi stvorio građevinski materijal. No nedavno je tim istraživača proveo studiju (u suradnji s ESA-om) koja je otkrila kako lunabeton djeluje još bolje ako dodate poseban sastojak koji astronauti sami naprave - urin!
Točnije, kemijsku urea, organski spoj koji se nalazi u urinu životinja. Tim koji je odgovoran za ovo otkriće vodio je Shima Pilehvar sa Sveučilišnog učilišta Østfold, a uključivali su članove iz Norveške, Španjolske, Nizozemske i Italije. Njihova istraživanja, koja su se nedavno pojavila u Časopis za čistiju proizvodnju, podržao je ESA-in Europski svemirski istraživački i tehnološki centar (ESTEC).
Kako opisuju u svojoj studiji, tim je proveo nekoliko pokusa kako bi utvrdio potencijal uree koja djeluje kao plastifikator. Kad su ugrađeni u beton, htjeli su vidjeti hoće li omekšati početnu smjesu i učiniti je fleksibilnijom prije stvrdnjavanja. Ispitivanje toga uključivalo je upotrebu simuliranog lunarnog regolita koji je razvio ESA s ureom i raznim plastifikatorima, a zatim trodijelnim ispisom dobivenog proizvoda.
Ramón Pamies, profesor s Politehničkog sveučilišta u Cartageni (UPCT) i koautor studije, opisao je kako će astronauti napraviti lunabeton u nedavnom Sinc-ovom priopćenju:
„Da bi se geopolimerski beton upotrijebio na Mjesecu, ideja je da se koristi ono što je tu: regolit (rastresit materijal s mjesečeve površine) i voda iz leda koja je prisutna u nekim područjima. No štoviše, s ovom smo studijom vidjeli da se može koristiti i otpadni produkt, poput urina osoblja koje zauzima mjesečeve baze. Dvije glavne komponente ove tjelesne tekućine su voda i urea, molekula koja omogućuje razbijanje vodikovih veza i, prema tome, smanjuje viskoznost mnogih vodenih smjesa. "
Eksperimenti su izvedeni na Sveučilišnom fakultetu u Østfold u Norveškoj, gdje su uzorci izrađeni i testirani. Također su podvrgnute analizi na UPCT tehnikom poznatom kao difrakcija rendgenskih zraka. Pokusi su pokazali da uzorci napravljeni s ureom mogu podnijeti opterećenja visine, ostajući gotovo u istom obliku.
Da bi vidjeli kako će podnijeti ekstremne temperaturne razlike, poput onih koji su prisutni na Mjesecu, uzorci su također zagrijani na 80 ° C (176 ° F), a zatim zamrznuti, iznova i iznova. Nakon osam ciklusa zamrzavanja i odmrzavanja, njihova je otpornost ponovno testirana i otkriveno je da je još jača. Ukratko, ovi testovi pokazali su da bi još jedna in situ situacija (koristeći latrinu) mogla pomoći u izgradnji lunarnih baza koje mogu podnijeti elemente.
Iako su ovi rezultati ohrabrujući (ako malo), tim naglašava da je potrebno obaviti daljnje ispitivanje i tek treba osmisliti postupak ekstrakcije. Kao što je Anna-Lena Kjøniksen, istraživačica sa Sveučilišta Østfold, koja je nadzirala studiju, navela:
"Još nismo istražili na koji način bi se urea izlučila iz urina, jer procjenjujemo da li bi to zaista bilo potrebno, jer bi se možda i njezine druge komponente mogle koristiti za formiranje geopolimernog betona. Stvarna voda u mokraći mogla bi se upotrijebiti za smjesu, zajedno s onom koja se može dobiti na Mjesecu, ili kombinacijom obojega. "
Tim je također naglasio potrebu daljnjeg ispitivanja kako bi se utvrdio koji bi građevinski materijal bio optimalan za stvaranje lunarnih baza. Pored otpornosti i tolerancije na ekstremne vrućine i hladnoće, trebat će to i nešto što će 3-D pisači moći masovno proizvoditi. Jao, ovo su samo jedan od izazova izgradnje lunarne baze.
No, kako pokazuje ovo istraživanje, takvi izazovi pružaju priliku za kreativnost. Kako se približavamo i približavamo točki u kojoj su zakazane ključne lunarne misije - poput Projekta Artemis, samo za početak - možemo očekivati da će se predložiti kreativnija rješenja.
