V najbližších niekoľkých desaťročiach plánujú NASA, Európska vesmírna agentúra (ESA), Čína a Rusko vytvoriť na mesačnom povrchu základne, ktoré umožnia stálu prítomnosť človeka. Tieto návrhy sa snažia využiť pokroky v aditívnej výrobe (aka. 3-D tlač) pomocou využívania zdrojov na mieste (ISRU) na riešenie konkrétnych problémov života a práce na Mesiaci.
V záujme svojej Medzinárodnej dediny Mesiaca ESA experimentuje s „lunakrete“ - lunárny regol v kombinácii s spojivom na vytvorenie stavebného materiálu. Nedávno však tím vedcov uskutočnil štúdiu (v spolupráci s ESA), ktorá zistila, že lunakrete funguje ešte lepšie, ak pridáte špeciálnu prísadu, ktorú astronauti sami pripravia - moč!
Konkrétnejšie chemická močovina, organická zlúčenina nachádzajúca sa v moči zvierat. Tím zodpovedný za tento nález bol vedený Shimou Pilehvarom z Østfold University College a boli členmi Nórska, Španielska, Holandska a Talianska. Ich výskum, ktorý sa nedávno objavil v USA Žurnál čistejšej výroby, bolo podporované Európskym strediskom pre výskum a technológie ESA (ESTEC).
Ako opisujú vo svojej štúdii, tím uskutočnil niekoľko experimentov s cieľom určiť, či močovina môže pôsobiť ako plastifikátor. Keď sa začlenili do betónu, chceli zistiť, či by zmäkčil pôvodnú zmes a urobil ju pružnejšou pred tvrdením. Testovanie zahŕňalo použitie simulovaného lunárneho regolitu vyvinutého ESA s močovinou a rôznymi plastifikátormi a potom tlačenie výsledného produktu na trojrozmernú tlač.
Ramón Pamies, profesor Polytechnickej univerzity v Cartagene (UPCT) a spoluautor štúdie, popísal, ako budú astronauti v nedávnej tlačovej správe spoločnosti Sinc:
„Aby sa geopolymér stal betónom, ktorý sa bude používať na Mesiaci, je potrebné použiť to, čo je tam: regolit (sypký materiál z povrchu mesiaca) a voda z ľadu prítomná v niektorých oblastiach. Okrem toho sme touto štúdiou videli, že sa dá použiť aj odpadový produkt, napríklad moč personálu, ktorý zaberá mesačné základne. Dve hlavné zložky tejto telesnej tekutiny sú voda a močovina, molekula, ktorá umožňuje prerušenie vodíkových väzieb, a preto znižuje viskozitu mnohých vodných zmesí. “
Pokusy sa uskutočňovali na Østfold University College v Nórsku, kde sa vzorky tvarovali a testovali. Boli tiež podrobené analýze v UPCT použitím techniky známej ako rôntgenová difrakcia. Experimenty ukázali, že vzorky vyrobené s močovinou boli schopné tolerovať vysoké zaťaženie hmotnosťou, pričom zostali takmer úplne v rovnakom tvare.
Aby sa zistilo, ako by vydržali extrémne teplotné výkyvy, napríklad tie, ktoré sa vyskytujú na Mesiaci, vzorky sa tiež zahriali na 80 ° C (176 ° F) a potom sa znovu a znovu zmrazovali. Po ôsmich cykloch zmrazenia a rozmrazenia sa ich odolnosť znova testovala a zistilo sa, že sú ešte silnejšie. Stručne povedané, tieto testy ukázali, že iná prax in situ (pomocou latríny) by mohla pomôcť pri konštrukcii lunárnych základní, ktoré zvládnu prvky.
Aj keď tieto výsledky sú povzbudivé (ak sú trochu), tím zdôrazňuje, že je potrebné vykonať ďalšie testovanie a proces extrakcie sa ešte musí navrhnúť. Ako Anna-Lena Kjøniksen, výskumníčka z Østfold University College, ktorá dohliadala nad štúdiom, uviedla:
„Zatiaľ sme neskúmali, ako by sa moč mohla extrahovať z moču, pretože posudzujeme, či by to bolo skutočne potrebné, pretože možno by sa jeho ďalšie zložky mohli použiť aj na vytvorenie geopolymérneho betónu. Skutočná voda v moči by sa mohla použiť na zmes spolu s vodou, ktorú je možné získať na Mesiaci, alebo kombináciou oboch. “
Tím tiež zdôraznil potrebu ďalšieho testovania, aby sa zistilo, ktorý stavebný materiál by bol optimálny na vytvorenie lunárnych základní. Okrem odolnosti a znášanlivosti extrémneho tepla a chladu bude tiež potrebné, aby to bolo niečo, čo sa dá hromadne vyrábať v 3-D tlačiarňach. Bohužiaľ, toto je len jedna z výziev výstavby mesačnej základne.
Ako však ukazuje táto štúdia, takéto výzvy poskytujú príležitosť na kreativitu. Keď sa dostaneme bližšie a bližšie k bodu, kde sú naplánované kľúčové mesačné misie - napríklad Project Artemis, len pre začiatočníkov -, môžeme očakávať, že sa navrhnú kreatívnejšie riešenia.
