Per ateinančius kelis dešimtmečius NASA, Europos kosmoso agentūra (ESA), Kinija ir Rusija planuoja Mėnulio paviršiuje sukurti užstatus, kurie leistų nuolat gyventi žmonėms. Šiais pasiūlymais siekiama panaudoti priedų gamybos pažangą (dar žinomą kaip 3-D spausdinimas) naudojant išteklių in situ (ISRU), kad būtų galima išspręsti ypatingus gyvenimo ir darbo Mėnulyje iššūkius.
Siekdami sukurti savo tarptautinį Mėnulio kaimą, ESA eksperimentavo su „lunacrete“ - mėnulio regolitu, sujungtu su rišikliu, kad būtų sukurta statybinė medžiaga. Tačiau neseniai tyrėjų komanda atliko tyrimą (bendradarbiaudama su ESA), kuris nustatė, kad lunacrete veikia dar geriau, jei pridedate specialų ingredientą, kurį patys gamina astronautai, - šlapimą!
Tiksliau, cheminis karbamidas, organinis junginys, randamas gyvūnų šlapime. Už šį radinį atsakingai komandai vadovavo Shima Pilehvaras iš Østfoldo universiteto kolegijos, joje dalyvavo nariai iš Norvegijos, Ispanijos, Nyderlandų ir Italijos. Jų tyrimai, kurie neseniai pasirodė Švaresnės gamybos žurnalas, parėmė EKA Europos kosminių tyrimų ir technologijų centras (ESTEC).
Kaip jie aprašė savo tyrime, komanda atliko keletą eksperimentų, kad nustatytų karbamido potencialą kaip plastifikatorių. Įdėję į betoną, jie norėjo išsiaiškinti, ar jis suminkština pradinį mišinį ir padaro jį lankstesnį prieš sukietėjant. Testuojant buvo naudojamas imituotas mėnulio regolitas, kurį sukūrė ESA su karbamidu ir įvairiais plastifikatoriais, o po to gautą produktą atspausdino 3D formatu.
Neseniai „Sinc“ pranešime spaudai Ramonas Pamiesas, Kartachenos politechnikos universiteto (UPCT) profesorius ir tyrimo bendraautorius, aprašė, kaip astronautai pagamins lunacrete:
„Norint pagaminti geopolimerinį betoną, kuris bus naudojamas Mėnulyje, idėja yra naudoti tai, kas yra: regolitą (birią medžiagą iš Mėnulio paviršiaus) ir vandenį iš ledo, esantį kai kuriose vietose. Be to, atlikdami šį tyrimą matėme, kad taip pat galėtų būti naudojami atliekos, tokios kaip darbuotojų, kurie užima mėnulio bazes, šlapimas. Du pagrindiniai šio kūno skysčio komponentai yra vanduo ir karbamidas - molekulė, leidžianti suskaidyti vandenilio ryšius ir todėl sumažinanti daugelio vandeninių mišinių klampumą. “
Eksperimentai buvo atlikti Norvegijos Østfold universiteto koledže, kur pavyzdžiai buvo modeliuojami ir tiriami. Jie taip pat buvo analizuojami UPCT naudojant metodą, žinomą kaip rentgeno spindulių difrakcija. Eksperimentai parodė, kad su karbamidu paimti mėginiai galėjo toleruoti aukščio apkrovas, beveik išlikdami tos pačios formos.
Mėginiai taip pat buvo pašildomi iki 80 ° C (176 ° F), kad būtų galima ištikti didelius temperatūros svyravimus, kaip antai Mėnulyje, ir po to užšaldyti. Po aštuonių atšildymo ciklų jų atsparumas buvo vėl patikrintas ir nustatyta, kad jie dar stipresni. Trumpai tariant, šie bandymai parodė, kad kita in situ praktika (naudojant latrine) galėtų padėti statyti mėnulio bazes, kurios galėtų valdyti elementus.
Nors šie rezultatai teikia vilčių (jei šiek tiek), komanda pabrėžia, kad reikia atlikti papildomus bandymus ir dar reikia suprojektuoti gavybos procesą. Kaip nurodė tyrimą prižiūrėjęs Østfoldo universiteto kolegijos tyrėjas Anna-Lena Kjøniksen:
„Mes dar netyrėme, kaip karbamidas būtų išgaunamas iš šlapimo, nes mes vertiname, ar to tikrai prireiks, nes galbūt kiti jo komponentai taip pat galėtų būti naudojami formuojant geopolimerinį betoną. Mišiniui gali būti naudojamas tikrasis šlapime esantis vanduo, taip pat tas, kurį galima gauti Mėnulyje, arba abu.
Komanda taip pat pabrėžė, kad reikia atlikti papildomus bandymus siekiant išsiaiškinti, kuri statybinė medžiaga būtų optimaliausia Mėnulio bazėms sukurti. Be atsparumo ir tolerancijos ypatingam karščiui ir šalčiui, tai taip pat turės būti kažkas, ką gali gaminti masiniai 3D spausdintuvai. Deja, tai tik vienas iš Mėnulio bazės kūrimo iššūkių.
Tačiau kaip rodo šis tyrimas, tokie iššūkiai suteikia galimybę kūrybingai veikti. Priartėjus arčiau taško, kuriame suplanuotos svarbiausios mėnulio misijos - pavyzdžiui, „Artemis“ projektas, tik pradedantiesiems - galime tikėtis, kad bus pasiūlyta kūrybiškesnių sprendimų.
