Az elkövetkező néhány évtizedben a NASA, az Európai Űrügynökség (ESA), Kína és Oroszország mindazon tervek szerint előállítanak olyan állomásokat a Hold felszínén, amelyek lehetővé teszik az állandó ember jelenlétét. Ezek a javaslatok az adalékanyag-gyártás (más néven háromdimenziós nyomtatás) előnyeinek kiaknázására törekszenek a helyszíni erőforrás-felhasználás (ISRU) segítségével a Holdon való élet és munka különleges kihívásainak kezelésére.
Nemzetközi holdfalu kedvéért az ESA kísérletezte a „lunacrete” - hold-regolitot kötőanyaggal kombinálva, hogy építőanyagot hozzon létre. De nemrégiben egy kutatók egy csoportja (az ESA-val együttműködve) végzett egy tanulmányt, amely megállapította, hogy a lunacrete még jobban működik, ha hozzáad egy speciális összetevőt, amelyet az űrhajósok maguk készítenek - vizeletet!
Pontosabban, a kémiai karbamid, az állatok vizeletében található szerves vegyület. Az eredményért felelõs csoportot Shima Pilehvar vezette az Østfold University College-ból, és tagjai voltak Norvégiából, Spanyolországból, Hollandiából és Olaszországból. Kutatásuk, amely a közelmúltban jelent meg a A tisztább termelés folyóirata, az ESA Európai Űrkutatási és Technológiai Központja (ESTEC) támogatta.
Ahogy a tanulmányukban leírják, a csoport több kísérletet végzett annak meghatározására, hogy a karbamid képes-e lágyítóként működni. Amikor betonba építették, megkérdezték, vajon ez meglágyítja-e a kiindulási keveréket és rugalmasabbá teszi-e azt a keményedés előtt. Ennek tesztelése során az ESA által karbamiddal és különféle lágyítókkal kifejlesztett szimulált holdregolitot használtunk, majd a kapott terméket 3D-ben kinyomtattuk.
Ramón Pamies, a Cartagenai Politechnikai Egyetem (UPCT) professzora és a tanulmány társszerzője a közelmúltbeli Sinc sajtóközleményben ismertette, hogy az űrhajósok miként készítik majd az űrhajózást.
„Annak a geopolimer betonnak a készítéséhez, amelyet a Holdon használnak, az az ötlet, hogy használjuk azt, ami van: regolitot (laza anyag a hold felszínéről) és a jégből származó vizet, amely egyes területeken jelen van. Sőt, ezen a tanulmányon keresztül láttuk, hogy hulladéktermékeket, például a holdbázisokat foglalkoztató személyzet vizeletét is lehet használni. Ennek a testfolyadéknak a két fő alkotóeleme a víz és a karbamid, egy olyan molekula, amely lehetővé teszi a hidrogénkötések megszakítását, és ezért sok vizes keverék viszkozitását csökkenti. ”
A kísérleteket a norvég Østfold Egyetemi Főiskolán végezték, ahol a mintákat modellezték és tesztelték. Ezeket a vizsgálatokat is elvégeztük a UPCT-n, röntgendiffrakciónak nevezett módszer alkalmazásával. A kísérletek azt mutatták, hogy a karbamiddal készített minták képesek voltak elviselni a magassági súlyterhelést, miközben szinte teljesen azonos alakban maradtak.
A minták 80 ° C-ra (176 ° F) való melegítéséhez megvizsgálják, hogyan viselkedni fognak a szélsőséges hőmérsékleti ingadozásokhoz, mint például a Holdon, és ezeket újra és újra fagyasztják. Nyolc fagyasztási-olvadási ciklus után ellenállásukat újra tesztelték, és még erősebbnek találták. Röviden: ezek a tesztek megmutatták, hogy egy másik in situ gyakorlat (a latrine használatával) segíthet az olyan elemek létrehozására szolgáló holdbázisok építésében, amelyek képesek az elemek kezelésére.
Míg ezek az eredmények biztató (ha kicsit), a csoport hangsúlyozza, hogy további teszteket kell elvégezni, és egy extrakciós folyamatot még meg kell tervezni. Mint Anna-Lena Kjøniksen, az Østfold Egyetemi Kutató, aki a tanulmányt felügyelte, kijelentette:
„Még nem vizsgáltuk meg, hogy a karbamidot miként lehet kivonni a vizeletből, mivel megvizsgáljuk, hogy erre valóban szükség lenne-e, mert más alkotóelemei talán felhasználhatók a geopolimer-beton előállítására. A keverékhez felhasználható a vizeletben lévő tényleges víz, a Holdon nyert vízzel vagy ezek kettő kombinációjával. ”
A csoport hangsúlyozta továbbá a további tesztelés szükségességét annak megállapítása érdekében, hogy mely építőanyag lenne optimális a holdbázisok létrehozásához. A szélsőséges hő és hideg ellenálló képességén és toleranciáján túlmenően annak is kell lennie, amelyet háromdimenziós nyomtatók gyárthatnak nagy tömegben. Sajnos, ezek csak a Hold bázis kiépítésének egyik kihívása.
De amint azt a tanulmány kimutatja, az ilyen kihívások lehetőséget kínálnak a kreativitásra. Ha közelebb kerülünk ahhoz a pontig, ahol a fő hold küldetések kerülnek megtervezésre - például a Artemis Project, csak az indulók számára -, akkor számíthatunk arra, hogy kreatívabb megoldásokat fognak javasolni.
