科學家正在探索用太空人尿液建造月球基地
2023-04-01 13:40:26
在電影《火星救援》中,被困在火星上的太空人成功地用人類排洩物製成的肥料種植了土豆,並最終返回地球。現在,研究人員發現太空人的尿液可能有其他用途。
最近,在《清潔生產雜誌》上發表的一篇文章中,來自挪威、西班牙、荷蘭和義大利的科學家與歐洲航天局合作,進行了幾項實驗,以驗證尿液是否可以用作增塑劑。增塑劑是一種添加劑,可以添加到混凝土中,使其更加靈活。
換句話說,太空人的尿液可以用來建造月球基地。
從月球上獲取當地材料
人類對太平洋的探索正在一步一步地進行。美國航天局、歐空局和CNSA都計劃在未來幾十年建立月球基地,這是太平洋探索計劃的重要一步。隨著計劃的推進,人類將有機會探索更遠的行星,如火星。
然而,在建立月球基地的過程中,仍有一些問題需要解決,如月球上的高輻射、極端溫度、流星雨以及更困難的後勤問題:如何在月球上製造建築材料。
從地球運輸0.45公斤貨物到太平將花費大約10,000美元,而且用這種方式在月球上建立一個基地將是非常昂貴的。因此,航天局正在考慮使用月球表面的原材料,甚至太空人的尿液作為建造基地的原材料。
西班牙卡塔赫納科技大學教授拉蒙·帕米斯是該實驗的作者之一,他解釋道:「為了在月球上製造混凝土,我們的想法是使用當地的材料:月球的分化層(月球表面的鬆散材料)和冰中的水。」
帕米斯補充道,「更重要的是,通過這項研究,我們發現月球基地人員的尿液和其他廢物也可以利用。尿液的主要成分是水和尿素,尿素分子可以破壞氫鍵,從而降低水混合物的粘度。」
研究人員使用了由歐空局開發的類似月球風化層的材料、尿素和各種增塑劑,然後用3D印表機製作了各種「混凝土」圓柱體樣品。他們用x光衍射來分析樣品並比較結果。
照片|樣品和3D印表機(來源:Shima Pilehvar等人/《清潔生產雜誌》)
尿素可以用作增塑劑
在挪威斯特福特大學學院進行的實驗表明,攜帶尿素的樣品重量相對較重,形狀幾乎穩定。研究人員測試了加熱到80℃的樣品的耐受性,發現樣品的耐受性在類似於月球表面環境的8次凍融循環後甚至增加了。
圖|樣品U(左)含有3%的尿素,樣品N(右)含有3%的普通增塑劑萘(來源:Shima Pilehvar等人/《清潔生產雜誌》)
挪威大學的研究員安娜-莉娜·克尼克森說,「我們還沒有研究如何從尿液中提取尿素。我們正在評估這樣做是否真的有必要,因為月球上的其他物質也可以用來製造混凝土。尿液中的水可以單獨使用,也可以與月球上的水混合使用。」
科學家們強調,需要進一步的測試來找到月球基地的最佳建築材料,然後使用3D印表機進行批量生產。