Geopolymerbeton:Bygning af månebaser med astronauturin og regolit

De moduler, som de store rumorganisationer planlægger at opføre på månen, kunne inkorporere et element, som de menneskelige kolonisatorer selv bidrager med:urinstof i deres tisse. Europæiske forskere har fundet ud af, at det kunne bruges som blødgører til beton, der bruges til at bygge strukturer.

NASA, den europæiske rumfartsorganisation (ESA) og dens kinesiske modstykke planlægger at bygge månebaser i de kommende årtier som en del af en bredere rumudforskningsplan, der vil tage mennesker til fjernere destinationer som Mars.

Imidlertid, koloniseringen af ​​månen giver problemer såsom høje niveauer af stråling, ekstreme temperaturer, meteoritbombardement og et logistisk problem:at få byggematerialer dertil, selvom det måske ikke er nødvendigt.

At transportere omkring 0,45 kg fra Jorden til rummet koster omkring $10, 000, hvilket betyder, at det ville være meget dyrt at bygge et komplet månemodul på denne måde. Dette er grunden til, at rumbureauer tænker på at bruge råmaterialer fra månens overflade - eller endda dem, som astronauter selv kan levere, såsom deres urin.

Forskere fra Norge, Spanien, Holland og Italien, i samarbejde med ESA, har udført adskillige eksperimenter for at verificere potentialet af urinstof som blødgører, et tilsætningsstof, der kan inkorporeres i beton for at blødgøre den oprindelige blanding og gøre den mere smidig, før den hærder. Detaljer er offentliggjort i Journal of Cleaner Production .

"At lave geopolymerbeton, der skal bruges på månen, ideen er at bruge det, der allerede er der:regolith (løst materiale fra månens overflade) og vandet fra isen, der findes i nogle områder, " forklarer en af ​​forfatterne, Ramón Pamies, en professor ved det polytekniske universitet i Cartagena (Murcia), hvor forskellige analyser af prøverne er blevet udført ved hjælp af røntgendiffraktion. "Men desuden med denne undersøgelse, vi har set, at et affaldsprodukt, såsom urinen fra det personale, der besætter månebaserne, også kunne bruges. De to hovedkomponenter i urin er vand og urinstof, et molekyle, der tillader brintbindingerne at blive brudt og, derfor, reducerer viskositeterne af mange vandige blandinger."

Ved at bruge et materiale svarende til måneregolit udviklet af ESA, sammen med urinstof og forskellige blødgørere, forskerne fremstillede forskellige betoncylindre ved hjælp af en 3-D printer og sammenlignede resultaterne.

Eksperimenterne, udført på Højskolen Østfold (Norge), afslørede, at prøverne lavet med urinstof understøttede tunge vægte og forblev næsten stabile i form. Deres modstand blev også testet ved en temperatur på 80°C; det viste sig at stige selv efter otte fryse-tø-cyklusser som dem på månen.

"Vi har endnu ikke undersøgt, hvordan urinstoffet ville blive ekstraheret fra urinen, mens vi vurderer, om dette virkelig ville være nødvendigt, fordi måske dens andre komponenter også kunne bruges til at danne geopolymerbetonen, siger en af ​​forskerne fra det norske universitet, Anna-Lena Kjøniksen, som tilføjer:"Det faktiske vand i urinen kunne bruges til blandingen, sammen med det, der opnås på månen, eller en kombination af begge."

Forskerne understreger behovet for yderligere test for at finde det bedste byggemateriale til månebaserne, hvor det kan masseproduceres ved hjælp af 3-D printere.