太空人小便可成為月球基地材料

幾乎可以確定,在未來十年間,人類將重返月球,並且計畫建立長期的月球基地。美國航太總署(NASA)、歐洲航太總署(ESA)中國大陸和俄羅斯,都在研究月球前哨站的工程法。歐洲航太總署發現,太空人的尿液是不錯的建材添加物。

今日宇宙(Universe Today)報導,幾乎所有的太空單位都同意,月球基地的建材必須就地取材,要是從地球運過去實在太消耗成本了。直接取用月球砂土(luacrete),是個比較好的方法。剛好3D列印技術逐步成熟,月球砂土可以透過3D列印的質,形成堅固的建材。

ESA一直在試驗月球砂土與其他材料的配方,就像我們地球上製作混凝土一樣,砂土必須摻合水份才能形成建材,但是最近,一組研究人員發現,光是純水還不夠好,太空人的尿液,可能效果會更好。

更具體地說,需要的是尿素,是在動物尿液中發現的一種有機化合物。挪威東福爾郡大學(挪威語:Østfold)的西蒙‧皮列瓦爾博士(Shima Pilehvar)領導的團隊,正在研究月球建材,他的團隊成員來自挪威、西班牙、荷蘭和義大利。他們的研究得到了歐洲航太局太空技術中心(ESTEC)的支持。

正如他們在研究中所描述的,該團隊進行了幾次實驗,以確定尿素作為塑化劑的潛力。當摻入混凝土中時,他們想看看它是否會軟化其他的材料,並使在硬化之前變得更柔韌。測試的材料是在在地球上所模擬的月球泥土,然後再添加不同成分的塑化劑,再進行3-D列印。

研究團隊成員之一的雷蒙·帕米斯(RamónPamies)表示,為了研究適合用在月球基地的建材,大家開始集思廣義討論,當地有哪些材料。佔最多的是當然是月球表面的砂土,再來還有什麼?水也是必要的,我們相信月球隕坑的無日照地方,或是月球表土較深處,應該有冰。那麼還有嗎?就在這時,有人提出太空人的尿。我們想一想,覺得這也有道理,於是就開始拿尿素來做實驗。

實驗在東福爾郡大學進行,在這裡將摻有尿素所製作的磚塊樣品,模擬在月球環境下的強度與其他特質,比如極端的溫度變化,月球沒有大氣層,溫差是極端的,因此將樣品加熱到80°C,然後冰凍,如此反覆了8次循環後,再測試樣本的抵抗力,結果發現仍然保持極好的強度,能夠承受較高的重量負載,比較不易變形。

這些測試表明,未來月球上的建築材料基地,可能是與廁所連結的。

儘管這些結果令人鼓舞,但該團隊仍強調,需要進行進一步的測試,因為他們在實驗室裡的實驗是拿水與尿素混合,而不是真的對材料桶灑尿。不過這就是研究團隊下一步的實驗了。

研究員表示,他們並沒有研究如何將尿液中提取尿素,因為正在評估這是否真的必要,也許尿液的其他成分,也可以幫助混凝土強化。

也許有人會問,尿液的主要成份是鹽份,如此製作混凝土,不就和拿海水做混凝土一樣嗎?在地球上如此製做混凝土,必然造成結構老化,那為什麼在月球上可以? 原因是地球環境有大量的水份與氧氣,是水與氧氣造成高鹽份的建材因吸溼而劣化,剛好月球表面是無空氣的,也就沒有這些疑慮。

中時電子報 江飛宇

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