Місячне будівництво ESA. Корисні продукти людського обміну

Заплановані експедиції та будівництво перших баз на Місяці досі залишаються викликом з точки зору можливості збору всіх необхідних будівельних матеріалів та напівфабрикатів. Отже, ключовим припущенням запланованої колонізації є відновлення якомога більшої кількості наявних ресурсів — особливо тих, хто присутній на місці, і навіть … органічних відходів, які будуть надані майбутніми членами екіпажу. У зв'язку з цим Європейське космічне агентство нещодавно дійшло до цікавих висновків.

Останні дослідження під керівництвом Європейського космічного агентства свідчать про те, що сечовина, що міститься в продуктах метаболізму людини, буде дуже корисною при побудові бази на Місяці. На думку причетних вчених, основний компонент сечі живих організмів має великий потенціал для використання у виробництві "місячного цементу". Як зазначено, згуртована суміш, утворена на її основі (використовуючи матеріали, доступні на місці — особливо місячний реголіт), буде більш пластичною перед затвердінням.

Агентство підкреслює, що використання наявних на Місяці матеріалів для можливого будівництва будівель чи інших споруд там зменшить потребу транспортувати необхідні компоненти та збірні вироби із Землі. Як вони стверджують, вміст місячного ґрунту, або запиленого реголіту, пропонує великий потенціал для адаптації до ролі будівельного матеріалу — але він повинен бути належним чином оброблений. У цьому випадку найбільш очевидним головним фактором надання згуртованості є рідка вода.

Тим не менш, ESA в опублікованій статті вказав, що сечовина може знижувати в'язкість і знижувати температуру встановлення напіврідких сумішей. Це робить продукт органічного метаболізму сприятливим фактором, що обмежує кількість води, необхідної у всьому рецепті, полегшуючи при цьому використання суміші в умовах, що склалися на Срібному глобусі. Його присутність у складі "місячного цементу" тому позитивно впливає на зв'язування підготовленого розчину (а насправді "геополімеру" на основі реголіту).

Під час випробувань під керівництвом ЕСА було виявлено, що сечовина в цьому відношенні працює краще, ніж популярні пластифікатори — такі як нафталін або полікарбоксилат. Геополімерна суміш була використана як витратний матеріал для 3D-принтера. Суміш, збагачена сечовиною, виявилася міцнішою і пластичнішою — свіжий зразок міг легко утворюватися і зберігати форму навіть при навантаженні, що перевищує власну вагу в 10 разів.

зображення
Рис. ESA-S. Пілехвар [esa.int]

 

Сечовина має сприятливі хімічні властивості для використання в суворих умовах. Сприяє розриву водневих зв’язків, зменшує в'язкість рідких сумішей. У свою чергу, сеча людини також містить мінерали кальцію, які допомагають в процесі розв'язування розчину, зрозумілого таким чином. "Завдяки майбутнім мешканцям Місяця 1,5 літра рідких відходів, які людина виробляє щодня, може стати перспективним побічним продуктом у космічних дослідженнях", — сказали в Агентстві.

Сечовина є дешевою і легко доступною, а також допомагає створити міцний будівельний матеріал для місячних баз.

Марліс Арнхоф, спеціаліст ESA з будівництва архітектури в екстремальному середовищі, розробник експерименту (ESA Advanced Concepts Team)

Під керівництвом ESA тут було проведено кілька випробувань, які підтвердили, що тип суміші сечовини здатний протистояти складним просторовим умовам, таким як вакуум та екстремальні температури. Як зазначалося, ці два фактори мають найбільший вплив на фізичні та механічні властивості будівельного матеріалу на поверхні Місяця. Всі підготовлені зразки піддавали циклам відсмоктування повітря, заморожуванню та відтаванню, щоб імітувати швидкі зміни температури протягом місячних днів і ночей, які можуть коливатися від -171 ° С до 114 ° С. Зразки витримували температуру від 114 ° С до -80 ° C, що є хорошим показником поведінки матеріалу при ще нижчих температурах.

Сечовина є одним із кінцевих продуктів органічної трансформації білків та інших сполук азоту в організмі уреотелічних тварин (які в результаті обмінних процесів виділяють більшу частину непотрібного азоту у вигляді сечовини). Він виводиться насамперед у вигляді сечі, а в невеликій кількості — також з потом.

Його також можна отримати синтетичним шляхом. На Землі сечовина промислово виробляється для використання як добрива та сировини при виробництві інших хімічних матеріалів, у тому числі медичних.

Facebook Comments