Модули, которые крупные космические агентства планируют возвести на Луне, могли бы включать в себя элемент, внесенный самими колонизаторами: моча. Европейские исследователи обнаружили, что ее можно было бы использовать в качестве пластификатора для бетона, используемого при возведении конструкций.
NASA, Европейское космическое агентство (ЕSА) и их китайский коллега планируют в ближайшие десятилетия построить на Луне базы в рамках более широкого плана космических исследований, которые приведут людей к более отдаленным местам, таким как Марс.
Однако колонизация Луны создает такие проблемы, как высокий уровень радиации, экстремальные температуры, бомбардировки метеоритов, а также логистическую проблему: доставка туда строительных материалов.
Транспортировка около 0,45 кг с Земли в космос обходится примерно в 10 000 долларов, это означает, что построить таким образом полный лунный модуль было бы очень дорого. Именно поэтому космические агентства подумывают об использовании сырья с поверхности Луны — или даже о тех материалах, которые могут предоставить сами астронавты, например, их моча.
Ученые из Норвегии, Испании, Нидерландов и Италии в сотрудничестве с ЕSА провели несколько экспериментов по проверке возможности использования мочевины в качестве пластификатора — добавки, которая может быть включена в бетон, чтобы смягчить исходную смесь и сделать ее более пластичной, прежде чем она затвердеет.
«Идея состоит в том, что бы для производства геополимерного бетона, который будет применяться на Луне, использовать то, что уже есть: реголит (рыхлый материал с поверхности Луны) и воду изо льда, присутствующую в отдельных районах», — объясняет один из авторов, Рамон Памиес, профессор Политехнического университета Картахены (Мурсия), где были проведены различные анализы образцов с использованием рентгеновской дифракции.» Кроме того, в ходе этого исследования мы обнаружили, что можно было бы использовать и отходы, такие как моча персонала, населяющего базы на Луне. Двумя основными компонентами мочи являются вода и мочевина — молекула, позволяющая разрывать водородные связи, уменьшая вязкость многих водных смесей».
Используя материал, похожий на лунный реголит, разработанный ЕSА, вместе с мочевиной и различными пластификаторами, исследователи изготовили различные бетонные цилиндры с помощью трехмерного принтера и сравнили результаты.
Эксперименты, проведенные в университетском колледже Остфолда (Норвегия), показали, что образцы, изготовленные из мочевины, выдерживали большой вес и оставались практически стабильными в своей форме. Их стойкость также проверялась при температуре 80°C; было обнаружено, что стойкость увеличивается даже после восьми циклов замораживания-оттаивания, как на Луне.
«Мы еще не определили, как мочевина будет извлекаться из мочи, так как оцениваем, действительно ли это необходимо.», — говорит один из исследователей Норвежского университета Анна-Лена Кьёниксен, которая добавляет: «Действительно, вода в моче может быть использована для приготовления смеси, вместе с водой, полученной на Луне, или комбинации и того, и другого».
Ученые подчеркивают необходимость дальнейших испытаний, чтобы найти лучший строительный материал для лунных баз, где он может быть массово произведен с помощью 3D принтеров.