Τις επόμενες δεκαετίες, η NASA, ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA), η Κίνα και η Ρωσία σχεδιάζουν να δημιουργήσουν φυλάκια στην σεληνιακή επιφάνεια που θα επιτρέψουν μόνιμη ανθρώπινη παρουσία. Αυτές οι προτάσεις επιδιώκουν να αξιοποιήσουν τις εξελίξεις στην κατασκευή προσθέτων (γνωστή και ως εκτύπωση 3-D) με In-Situ Resource Utilization (ISRU) για την αντιμετώπιση των ιδιαίτερων προκλήσεων της ζωής και της εργασίας στη Σελήνη.
Για χάρη του International Moon Village, το ESA πειραματίζεται με το «lunacrete» - σεληνιακό regolith σε συνδυασμό με έναν συνδετικό παράγοντα για τη δημιουργία ενός δομικού υλικού. Αλλά πρόσφατα, μια ομάδα ερευνητών διεξήγαγε μια μελέτη (σε συνεργασία με το ESA) που διαπίστωσε ότι το lunacrete λειτουργεί ακόμη καλύτερα αν προσθέσετε ένα ειδικό συστατικό που οι αστροναύτες κάνουν μόνα τους - ούρα!
Πιο συγκεκριμένα, η χημική ουρία, μια οργανική ένωση που βρίσκεται στα ούρα των ζώων. Η ομάδα που ήταν υπεύθυνη για αυτό το εύρημα ήταν επικεφαλής της Shima Pilehvar του Πανεπιστημίου Østfold και περιελάμβανε μέλη από τη Νορβηγία, την Ισπανία, τις Κάτω Χώρες και την Ιταλία. Η έρευνά τους, η οποία εμφανίστηκε πρόσφατα στο Περιοδικό Cleaner Production, υποστηρίχθηκε από το Ευρωπαϊκό Κέντρο Διαστημικής Έρευνας και Τεχνολογίας της ESA (ESTEC).
Όπως περιγράφουν στη μελέτη τους, η ομάδα διεξήγαγε διάφορα πειράματα για να προσδιορίσει το δυναμικό της ουρίας να δρα ως πλαστικοποιητής. Όταν ενσωματώθηκαν σε σκυρόδεμα, ήθελαν να δουν αν θα μαλακώσει το αρχικό μείγμα και θα το έκανε πιο εύκαμπτο πριν από τη σκλήρυνση. Η δοκιμή αυτή περιλάμβανε τη χρήση προσομοιωμένου σεληνιακού regolith που αναπτύχθηκε από την ESA με ουρία και διάφορους πλαστικοποιητές και, στη συνέχεια, 3-D εκτύπωση του προκύπτοντος προϊόντος.
Ο Ramón Pamies, καθηγητής στο Πολυτεχνικό Πανεπιστήμιο της Καρταχένα (UPCT) και συν-συγγραφέας της μελέτης, περιέγραψε πώς θα φτιαχτούν οι αστροναύτες σε ένα πρόσφατο δελτίο τύπου Sinc:
«Για να φτιάξουμε το γεωπολυμερές σκυρόδεμα που θα χρησιμοποιηθεί στο φεγγάρι, η ιδέα είναι να χρησιμοποιήσουμε αυτό που υπάρχει: regolith (χαλαρό υλικό από την επιφάνεια του φεγγαριού) και το νερό από τον πάγο που υπάρχει σε ορισμένες περιοχές. Αλλά επιπλέον, με αυτή τη μελέτη έχουμε δει ότι ένα απόβλητο προϊόν, όπως τα ούρα του προσωπικού που καταλαμβάνει τις βάσεις του φεγγαριού, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί. Τα δύο κύρια συστατικά αυτού του σωματικού υγρού είναι το νερό και η ουρία, ένα μόριο που επιτρέπει τη διάσπαση των δεσμών υδρογόνου και, ως εκ τούτου, μειώνει το ιξώδες πολλών υδατικών μειγμάτων. "
Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν στο Collegestfold University College στη Νορβηγία, όπου τα δείγματα διαμορφώθηκαν και δοκιμάστηκαν. Υποβλήθηκαν επίσης σε ανάλυση σε UPCT χρησιμοποιώντας μια τεχνική γνωστή ως περίθλαση ακτίνων Χ. Αυτό που έδειξαν τα πειράματα ήταν ότι τα δείγματα που έγιναν με ουρία ήταν σε θέση να ανέχονται φορτία ύψους βάρους ενώ παραμένουν σχεδόν εξ ολοκλήρου στο ίδιο σχήμα.
Για να δουν πώς θα αντέχονταν σε ακραίες διακυμάνσεις θερμοκρασίας, όπως αυτές που υπήρχαν στη Σελήνη, τα δείγματα θερμάνθηκαν επίσης στους 80 ° C (176 ° F) και στη συνέχεια καταψύχθηκαν, ξανά και ξανά. Μετά από οκτώ κύκλους ψύξης-απόψυξης, η αντίστασή τους δοκιμάστηκε ξανά και βρέθηκε να είναι ακόμη ισχυρότερη. Εν ολίγοις, αυτές οι δοκιμές έδειξαν ότι μια άλλη επιτόπια πρακτική (χρησιμοποιώντας την τουαλέτα) θα μπορούσε να βοηθήσει στην κατασκευή σεληνιακών βάσεων που μπορούν να χειριστούν τα στοιχεία.
Ενώ αυτά τα αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά (αν είναι λίγο), η ομάδα τονίζει ότι πρέπει να γίνουν περαιτέρω δοκιμές και δεν έχει ακόμη σχεδιαστεί μια διαδικασία εξαγωγής. Όπως ανέφερε η Anna-Lena Kjøniksen, ερευνητής από το Πανεπιστήμιο του Østfold University που επιβλέπει τη μελέτη:
«Δεν έχουμε ακόμη διερευνήσει πώς θα εκχυλιστεί η ουρία από τα ούρα, καθώς εκτιμούμε εάν αυτό θα ήταν πραγματικά απαραίτητο, γιατί ίσως τα άλλα συστατικά του θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν για το σχηματισμό του γεωπολυμερούς σκυροδέματος. Το πραγματικό νερό στα ούρα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για το μείγμα, μαζί με αυτό που μπορεί να ληφθεί στη Σελήνη, ή συνδυασμός και των δύο. "
Η ομάδα τόνισε επίσης την ανάγκη για περαιτέρω δοκιμές για να δει ποιο οικοδομικό υλικό θα ήταν το βέλτιστο για τη δημιουργία σεληνιακών βάσεων. Εκτός από την ανθεκτικότητα και την ανοχή της ακραίας θερμότητας και του κρύου, θα πρέπει επίσης να είναι κάτι που μπορεί να παραχθεί μαζικά από 3-D εκτυπωτές. Δυστυχώς, αυτές είναι μόνο μία από τις προκλήσεις της οικοδόμησης μιας σεληνιακής βάσης.
Αλλά όπως δείχνει αυτή η μελέτη, τέτοιες προκλήσεις παρέχουν την ευκαιρία να γίνουν δημιουργικοί. Όσο πλησιάζουμε και πλησιάζουμε στο σημείο όπου προγραμματίζονται βασικές σεληνιακές αποστολές - όπως το Project Artemis, μόνο για αρχάριους - μπορούμε να περιμένουμε ότι θα προταθούν πιο δημιουργικές λύσεις.
