(ESA, Foster und Partner) Wenn wir Menschen weiterleben wollen der Mond – was wir vorhaben – wir müssen etwas haben, in dem wir tatsächlich leben können. Kleine Lander haben vielleicht für die kurze Dauer der Apollo-Missionen funktioniert, aber für längerfristige Aufenthalte werden wir etwas brauchen etwas dauerhafter.
Da der Transport von Baumaterialien zum Mond ein Problem darstellt teuer Logistischer Albtraum: Raumfahrtagenturen untersuchen Materialien, die vor Ort gefunden werden können. Und jetzt haben sie herausgefunden, dass einer von ihnen im… Urin zu finden ist.
Konkret könnte der Harnstoff im Astronauten-Wee verwendet werden, um den Beton zu plastifizieren, der zum Bau von Strukturen auf dem Mond verwendet wird, wodurch diese weniger spröde und flexibler werden, was zu widerstandsfähigeren Gebäuden führt.
„Um den Geopolymerbeton herzustellen, der auf dem Mond verwendet werden soll, besteht die Idee darin, das zu verwenden, was vorhanden ist: Regolith (loses Material von der Mondoberfläche) und das Wasser aus dem in einigen Gebieten vorhandenen Eis.“ sagte der Materialwissenschaftler Ramón Pamies der Polytechnischen Universität Cartagena in Spanien.
„Aber darüber hinaus haben wir mit dieser Studie gesehen, dass auch ein Abfallprodukt wie der Urin des Personals, das die Mondbasen besetzt, verwendet werden könnte.“ Die beiden Hauptbestandteile dieser Körperflüssigkeit sind Wasser und Harnstoff, ein Molekül, das das Aufbrechen von Wasserstoffbrückenbindungen ermöglicht und dadurch die Viskosität vieler wässriger Gemische verringert.“
Wissenschaftler hier auf der Erde haben bereits Experimente durchgeführt, um herauszufinden, welche Materialien für den Bau einer anständigen Mondbasis verwendet werden könnten.
Es gibt mehrere Bedenken, die berücksichtigt werden müssen. Die Mondtemperaturen variieren , von 120 Grad Celsius (250 Fahrenheit) am Tag bis zu -130°C (-208°F) in der Nacht (und an den Polen noch kälter!), daher muss das Baumaterial dem standhalten können erhebliche thermische Veränderung , während der Innenraum isoliert wird.
Ohne Atmosphäre ist die Mondoberfläche starker Strahlung ausgesetzt; Und ohne Atmosphäre gibt es nichts, was Weltraumgestein verbrennen könnte, das vielleicht herabregnen möchte. Mit einer Schätzung 44.000 Kilogramm Da jeden Tag etwa 97.000 Pfund meteorisches Material auf die Erde treffen, muss eine Mondstruktur einer potenziellen Bombardierung standhalten.
Da die Eigenschaften von Harnstoff bekannt sind und er überall dort vorkommt, wo Menschen sind, beschloss das Forschungsteam, einige kleine Strukturen aus simuliertem Mondregolith und Harnstoff zu bauen. Mit einem 3D-Drucker konstruierten sie Zylinder aus der Mischung, um zu bestimmen, wie gut Harnstoff als Weichmacher wirkt.
Sie stellten auch Zylinder aus dem Regolith-Simulanz und Superweichmachern auf Polycarboxylat- und Naphthalinbasis sowie einen Kontrollzylinder ohne Weichmacher her. Dadurch konnte das Team seine Ergebnisse vergleichen, indem es die Zylinder einer Reihe von Festigkeitstests unterzog, die acht Gefrier-Tau-Zyklen umfassten, um mondähnliche Temperaturschwankungen darzustellen.
Die Mischungen, die Harnstoff oder Superweichmacher auf Naphthalinbasis enthielten, eigneten sich recht gut als Materialien für den 3D-Druck – sie waren „weich“ genug, um eine Struktur ohne merkliche Verformung aufzubauen (obwohl die Naphthalinprobe beim Formvorgang leicht riss), konnten dies aber schon kurz nach dem Druck hohe Belastungen aushalten, ohne allzu stark an Form zu verlieren.
Das Polycarboxylat und die Kontrollmischung hingegen waren zu steif, um sich nach dem Gießen leicht formen zu lassen, und es kam zu erheblichen Spannungsbrüchen, obwohl sie ihre Form bei Belastung mit einem kleinen Gewicht beibehielten.
Das Team testete auch die Druckfestigkeit seiner Proben nach einer Reihe von Gefrier-Tau-Zyklen und stellte fest, dass die Harnstoffmischung einen „kontinuierlichen leichten Anstieg der Druckfestigkeit“ aufwies.
Es scheint, als stecke in den Urinbeuteln von Astronauten jede Menge Pipigefahr. Weitere Tests sind erforderlich, aber es ist möglicherweise sogar möglich, den Urin so zu verwenden, wie er austritt, ohne dass der Harnstoff abgetrennt werden muss.
„Wir haben noch nicht untersucht, wie der Harnstoff aus dem Urin gewonnen werden könnte, da wir prüfen, ob dies wirklich notwendig wäre, weil vielleicht auch seine anderen Bestandteile zur Bildung des Geopolymerbetons verwendet werden könnten.“ sagte die Materialwissenschaftlerin Anna-Lena Kjøniksen des Østfold University College in Norwegen.
„Für die Mischung könnte das eigentliche Wasser im Urin verwendet werden, zusammen mit dem, das auf dem Mond gewonnen werden kann, oder eine Kombination aus beidem.“
Übrigens gibt es eine ganzen Tank voller Pipi bereits da oben, zurückgelassen von den Apollo-Astronauten. Und dies ist sicherlich eine bessere Verwendung als damals Buzz Aldrin hat dem Mond in die Hose gepinkelt …
Die Forschung wurde im veröffentlicht Zeitschrift für sauberere Produktion .