ในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้าองค์การนาซ่าองค์การอวกาศยุโรป (ESA) จีนและรัสเซียต่างก็วางแผนที่จะสร้างด่านหน้าบนพื้นผิวดวงจันทร์ซึ่งจะทำให้มนุษย์อยู่ถาวร ข้อเสนอเหล่านี้พยายามที่จะยกระดับความก้าวหน้าในการผลิตสารเติมแต่ง (aka. การพิมพ์ 3 มิติ) ด้วยการใช้ทรัพยากร In-Situ (ISRU) เพื่อจัดการกับความท้าทายเฉพาะของการใช้ชีวิตและการทำงานบนดวงจันทร์
เพื่อประโยชน์ของหมู่บ้าน Moon International ของพวกเขา ESA ได้ทำการทดลองกับ "lunacrete" - lunar regolith รวมกับตัวแทนพันธะเพื่อสร้างวัสดุก่อสร้าง แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้ทีมนักวิจัยได้ทำการศึกษา (โดยความร่วมมือกับ ESA) ซึ่งพบว่า lunacrete นั้นทำงานได้ดียิ่งขึ้นถ้าคุณเพิ่มส่วนผสมพิเศษที่นักบินอวกาศทำเอง - ปัสสาวะ!
โดยเฉพาะยูเรียทางเคมีซึ่งเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่พบในปัสสาวะของสัตว์ ทีมที่รับผิดชอบในการค้นหานี้นำโดย Shima Pilehvar จากØstfold University College และรวมถึงสมาชิกจากนอร์เวย์สเปนเนเธอร์แลนด์และอิตาลี การวิจัยของพวกเขาซึ่งเพิ่งปรากฏตัวใน วารสารการผลิตที่สะอาดขึ้นได้รับการสนับสนุนจากศูนย์วิจัยและเทคโนโลยีอวกาศแห่งยุโรป (ESTEC) ของ ESA
ขณะที่พวกเขาอธิบายในการศึกษาของพวกเขาทีมได้ทำการทดลองหลายครั้งเพื่อกำหนดศักยภาพของยูเรียเพื่อทำหน้าที่เป็นพลาสติไซเซอร์ เมื่อรวมเข้ากับคอนกรีตพวกเขาต้องการดูว่ามันจะทำให้ส่วนผสมเริ่มต้นนิ่มลงหรือไม่และทำให้มีความยืดหยุ่นมากขึ้นก่อนที่จะแข็งตัว การทดสอบนี้เกี่ยวข้องกับการใช้งานของจันทรคติจำลองที่พัฒนาโดย ESA กับยูเรียและพลาสติไซเซอร์ต่าง ๆ และจากนั้นพิมพ์ 3 มิติผลิตภัณฑ์ผลลัพธ์
Ramón Pamies อาจารย์ของ Polytechnic University of Cartagena (UPCT) และผู้ร่วมเขียนการศึกษาอธิบายว่า lunacrete จะสร้างโดยนักบินอวกาศได้อย่างไรในการแถลงข่าวล่าสุดของ Sinc:
“ เพื่อสร้างคอนกรีตจีโอโพลีเมอร์ที่จะใช้บนดวงจันทร์ความคิดคือการใช้สิ่งที่มีอยู่: regolith (วัสดุที่หลวมจากพื้นผิวของดวงจันทร์) และน้ำจากน้ำแข็งมีอยู่ในบางพื้นที่ แต่ยิ่งไปกว่านั้นจากการศึกษานี้เราได้เห็นว่าสามารถใช้ของเสียเช่นปัสสาวะของบุคลากรที่ครอบครองฐานดวงจันทร์ได้ องค์ประกอบหลักสองประการของของเหลวในร่างกายนี้คือน้ำและยูเรียซึ่งเป็นโมเลกุลที่ช่วยให้พันธะไฮโดรเจนแตกและลดความหนืดของสารผสมน้ำจำนวนมาก "
การทดลองได้ดำเนินการที่Østfold University College ในนอร์เวย์ซึ่งเป็นตัวอย่างและทดสอบ พวกเขายังได้รับการวิเคราะห์ที่ UPCT โดยใช้เทคนิคที่รู้จักกันในชื่อการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ สิ่งที่การทดลองแสดงให้เห็นคือตัวอย่างที่ทำด้วยยูเรียสามารถทนต่อการรับน้ำหนักสูงในขณะที่ยังคงอยู่ในรูปร่างเดียวกันเกือบทั้งหมด
เพื่อดูว่าพวกเขาจะทนการแปรผันของอุณหภูมิที่รุนแรงเช่นที่อยู่บนดวงจันทร์ได้อย่างไรตัวอย่างก็ถูกทำให้ร้อนถึง 80 ° C (176 ° F) แล้วแช่แข็งซ้ำไปซ้ำมา หลังจากแปดรอบการแช่แข็งละลายความต้านทานของพวกเขาได้รับการทดสอบอีกครั้งและพบว่าแข็งแกร่งยิ่งขึ้น ในระยะสั้นการทดสอบเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการปฏิบัติในแหล่งกำเนิดอื่น (ใช้ส้วม) สามารถช่วยในการสร้างฐานดวงจันทร์ที่สามารถจัดการองค์ประกอบ
ในขณะที่ผลลัพธ์เหล่านี้ได้รับการสนับสนุน (ถ้ามี) ทีมเน้นว่าต้องทำการทดสอบเพิ่มเติมและกระบวนการสกัดยังไม่ได้รับการออกแบบ ในฐานะที่เป็น Anna-Lena KjøniksenนักวิจัยจากØstfold University College ที่ดูแลการศึกษาได้ระบุ:
“ เรายังไม่ได้ตรวจสอบว่ายูเรียจะถูกดึงออกมาจากปัสสาวะได้อย่างไรในขณะที่เรากำลังประเมินว่ามันจำเป็นหรือไม่เพราะส่วนประกอบอื่น ๆ อาจถูกนำมาใช้ในการสร้างคอนกรีตจีโอโพลีเมอร์ได้ น้ำที่ใช้จริงในปัสสาวะสามารถนำมาใช้ผสมกับน้ำที่ได้จากดวงจันทร์หรือทั้งสองอย่าง”
ทีมยังเน้นถึงความจำเป็นในการทดสอบเพิ่มเติมเพื่อดูว่าวัสดุก่อสร้างชนิดใดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสร้างฐานดวงจันทร์ นอกเหนือจากความยืดหยุ่นและความทนทานต่อความร้อนและความเย็นจัดแล้วมันจะต้องเป็นสิ่งที่สามารถผลิตได้จำนวนมากโดยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ อนิจจานี่เป็นเพียงหนึ่งในความท้าทายของการสร้างฐานบนดวงจันทร์
แต่จากการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าความท้าทายดังกล่าวให้โอกาสในการสร้างสรรค์ เมื่อใกล้ถึงจุดที่กำหนดภารกิจสำคัญทางจันทรคติเช่น Project Artemis สำหรับผู้เริ่มต้นเราสามารถคาดหวังได้ว่าจะมีการเสนอโซลูชั่นที่สร้างสรรค์มากขึ้น
