V příštích několika desetiletích plánují NASA, Evropská kosmická agentura (ESA), Čína a Rusko vytvořit na měsíčním povrchu základny, které umožní trvalou přítomnost člověka. Tyto návrhy usilují o využití pokroku v aditivní výrobě (aka. 3-D tisk) pomocí využití zdrojů na místě (ISRU) k řešení konkrétních problémů života a práce na Měsíci.
V zájmu své Mezinárodní Moon Village ESA experimentuje s „lunakrete“ - lunárním regolitem spojeným s pojivem za účelem vytvoření stavebního materiálu. V poslední době však tým vědců provedl studii (ve spolupráci s ESA), která zjistila, že lunakrete funguje ještě lépe, pokud přidáte speciální přísadu, kterou si astronauti sami vytvoří - moč!
Konkrétněji chemická močovina, organická sloučenina nalezená v moči zvířat. Tým zodpovědný za tento nález byl veden Shima Pilehvar z Østfold University College a zahrnoval členy z Norska, Španělska, Nizozemska a Itálie. Jejich výzkum, který se nedávno objevil v EU Žurnál čistší výroby, bylo podporováno Evropským střediskem ESA pro výzkum a technologii vesmíru (ESTEC).
Jak popisují ve své studii, tým provedl několik experimentů, aby určil potenciál močoviny působit jako změkčovadlo. Když se včlenili do betonu, chtěli zjistit, zda by změkčila počáteční směs a učinila ji před vytvrzením pružnější. Testování to zahrnovalo použití simulovaného lunárního regolitu vyvinutého ESA s močovinou a různými změkčovadly a poté 3-D tisk výsledného produktu.
Ramón Pamies, profesor Polytechnické univerzity v Cartageně (UPCT) a spoluautor studie, popsal, jak budou astronauti v nedávné tiskové zprávě Sinc:
"Aby se geopolymer stal betonem, který bude použit na Měsíci, je myšlenkou použít to, co tam je: regolit (sypký materiál z povrchu měsíce) a voda z ledu přítomná v některých oblastech." Ale navíc, s touto studií jsme viděli, že lze použít také odpadní produkt, jako je moč pracovníků, kteří zabírají měsíční základny. Dvěma hlavními složkami této tělesné tekutiny jsou voda a močovina, molekula, která umožňuje přerušit vodíkové vazby, a proto snižuje viskozitu mnoha vodných směsí. “
Pokusy byly prováděny na Østfold University College v Norsku, kde byly vzorky tvarovány a testovány. Byly také podrobeny analýze v UPCT za použití techniky známé jako rentgenová difrakce. Experimenty ukázaly, že vzorky vyrobené s močovinou byly schopny tolerovat vysoké zatížení hmotností, zatímco zůstaly téměř úplně ve stejném tvaru.
Abychom viděli, jak by snášeli extrémní teplotní výkyvy, jako například ty, které se vyskytují na Měsíci, byly vzorky také zahřívány na 80 ° C (176 ° F) a poté zmrazeny, znovu a znovu. Po osmi cyklech zmrazení a rozmrazení byla jejich odolnost znovu testována a bylo zjištěno, že jsou ještě silnější. Stručně řečeno, tyto testy ukázaly, že další praktická praxe in situ (s použitím latríny) by mohla pomoci při konstrukci měsíčních základen, které zvládnou prvky.
Přestože jsou tyto výsledky povzbudivé (i když trochu), tým zdůrazňuje, že je třeba provést další testování a proces extrakce musí být ještě navržen. Jak Anna-Lena Kjøniksen, výzkumnice z Østfold University College, která dohlížela na studii, uvedla:
"Dosud jsme nezkoumali, jak by se močovina mohla extrahovat z moči, protože posuzujeme, zda by to bylo skutečně nutné, protože možná by se její další složky mohly použít také k vytvoření geopolymerního betonu." Skutečná voda v moči by mohla být použita pro směs spolu s vodou, kterou lze získat na Měsíci, nebo kombinací obou. “
Tým také zdůraznil potřebu dalšího testování, aby zjistil, který stavební materiál by byl optimální pro vytvoření měsíčních základen. Kromě odolnosti a tolerance vůči extrémnímu teplu a chladu bude muset být také něco, co může být hromadně vyráběno 3-D tiskárnami. Bohužel, to je jen jedna z výzev budování lunární základny.
Jak však tato studie ukazuje, takové výzvy poskytují příležitost k kreativitě. Jak se blíž a blíže k bodu, kde jsou naplánovány klíčové měsíční mise - jako je Project Artemis, jen pro začátek - můžeme očekávat, že budou navržena více kreativní řešení.
