Trong vài thập kỷ tới, NASA, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA), Trung Quốc và Nga đều có kế hoạch tạo ra các tiền đồn trên bề mặt mặt trăng sẽ cho phép sự hiện diện vĩnh viễn của con người. Những đề xuất này tìm cách thúc đẩy những tiến bộ trong sản xuất phụ gia (hay còn gọi là in 3-D) với Sử dụng tài nguyên trong tình huống (ISRU) để giải quyết những thách thức đặc biệt khi sống và làm việc trên Mặt trăng.
Vì lợi ích của Làng mặt trăng quốc tế của họ, ESA đã thử nghiệm với lunacittle trực - regolith mặt trăng kết hợp với một tác nhân liên kết để tạo ra vật liệu xây dựng. Nhưng gần đây, một nhóm các nhà nghiên cứu đã thực hiện một nghiên cứu (hợp tác với ESA) đã phát hiện ra rằng lunac rời hoạt động thậm chí còn tốt hơn nếu bạn thêm một thành phần đặc biệt mà các phi hành gia tự tạo ra - nước tiểu!
Cụ thể hơn, urê hóa học, một hợp chất hữu cơ có trong nước tiểu của động vật. Nhóm chịu trách nhiệm cho phát hiện này được dẫn dắt bởi Shima Pilehvar thuộc trường đại học Østprint và bao gồm các thành viên từ Na Uy, Tây Ban Nha, Hà Lan và Ý. Nghiên cứu của họ, gần đây đã xuất hiện trong Tạp chí sản xuất sạch hơn, được hỗ trợ bởi Trung tâm nghiên cứu và công nghệ không gian châu Âu ESA (ESTEC).
Khi họ mô tả trong nghiên cứu của mình, nhóm nghiên cứu đã thực hiện một số thí nghiệm để xác định tiềm năng của urê để hoạt động như một chất hóa dẻo. Khi được kết hợp vào bê tông, họ muốn xem liệu nó có làm mềm hỗn hợp ban đầu hay không và làm cho nó dẻo hơn trước khi đông cứng. Thử nghiệm này liên quan đến việc sử dụng regolith mặt trăng mô phỏng do ESA phát triển với urê và các chất hóa dẻo khác nhau và sau đó in 3-D sản phẩm thu được.
Ramón Pamies, giáo sư của Đại học Bách khoa Cartagena (UPCT) và là đồng tác giả của nghiên cứu, đã mô tả cách thức lunac rời sẽ được các phi hành gia thực hiện trong một thông cáo báo chí gần đây của Sinc:
Để tạo ra bê tông geopolyme sẽ được sử dụng trên mặt trăng, ý tưởng là sử dụng những gì có ở đó: regolith (vật liệu rời từ mặt trăng) và nước từ băng ở một số khu vực. Nhưng hơn nữa, với nghiên cứu này, chúng tôi đã thấy rằng một sản phẩm thải, chẳng hạn như nước tiểu của nhân viên chiếm căn cứ mặt trăng, cũng có thể được sử dụng. Hai thành phần chính của chất lỏng cơ thể này là nước và urê, một phân tử cho phép các liên kết hydro bị phá vỡ và do đó, làm giảm độ nhớt của nhiều hỗn hợp nước.
Các thí nghiệm đã được thực hiện tại Đại học Østprint ở Na Uy, nơi các mẫu được chế tạo và thử nghiệm. Họ cũng được phân tích tại UPCT bằng một kỹ thuật gọi là nhiễu xạ tia X. Những gì các thí nghiệm cho thấy là các mẫu được làm bằng urê có thể chịu được tải trọng cao trong khi vẫn gần như hoàn toàn trong cùng một hình dạng.
Để xem làm thế nào họ chịu đựng được các biến đổi nhiệt độ cực đoan, như những gì có mặt trên Mặt trăng, các mẫu cũng được làm nóng đến 80 ° C (176 ° F) và sau đó được đông lạnh, lặp đi lặp lại. Sau tám chu kỳ đóng băng, sức đề kháng của chúng đã được kiểm tra lại và thấy còn mạnh hơn nữa. Nói tóm lại, các thử nghiệm này cho thấy một thực tế tại chỗ khác (sử dụng nhà tiêu) có thể hỗ trợ trong việc xây dựng các căn cứ mặt trăng có thể xử lý các yếu tố.
Mặc dù các kết quả này rất đáng khích lệ (nếu có một chút), nhóm nghiên cứu nhấn mạnh rằng cần phải thử nghiệm thêm và quy trình trích xuất vẫn chưa được thiết kế. Như Anna-Lena Kjøniksen, một nhà nghiên cứu từ Østprint University College, người giám sát nghiên cứu, đã chỉ ra:
Chúng tôi chưa điều tra làm thế nào urê sẽ được chiết xuất từ nước tiểu, vì chúng tôi đang đánh giá liệu điều này có thực sự cần thiết hay không, bởi vì có lẽ các thành phần khác của nó cũng có thể được sử dụng để tạo thành bê tông geopolyme. Nước thực tế trong nước tiểu có thể được sử dụng cho hỗn hợp, cùng với nước có thể thu được trên Mặt trăng hoặc kết hợp cả hai.
Nhóm nghiên cứu cũng nhấn mạnh sự cần thiết phải thử nghiệm thêm để xem vật liệu xây dựng nào sẽ tối ưu cho việc tạo ra các căn cứ mặt trăng. Ngoài khả năng phục hồi và chịu được nhiệt độ cực cao và lạnh, nó cũng sẽ cần phải là thứ có thể được sản xuất hàng loạt bởi máy in 3 chiều. Than ôi, đây chỉ là một trong những thách thức của việc xây dựng căn cứ mặt trăng.
Nhưng như nghiên cứu này cho thấy, những thách thức như vậy cung cấp cơ hội để sáng tạo. Khi càng ngày càng gần đến điểm mà các nhiệm vụ mặt trăng quan trọng được lên lịch - như Project Artemis, chỉ dành cho người mới bắt đầu - chúng ta có thể hy vọng rằng các giải pháp sáng tạo hơn sẽ được đề xuất.
