A Holdon Pee űrhajós forró árucikk lesz

A vizelet használható leszállóhelyekhez, kertekhez és ivóvízhez. De vajon lesz-e elég körbejárni?

Amióta Donald Trump elnök arra utasította a NASA-t, hogy 2024-re csizmát szerezzen a Holdon, az ügynökség és partnerei keményen dolgoznak, hogy ezt megvalósítsák. A múlt hónap végén a NASA három céggel kötött szerződést egy legénységgel rendelkező holdrepülőgép kifejlesztésére, de a Holdra jutás csak a kezdet. Az ügynökség azt is tervezi, hogy az évtized vége előtt állandó holdbázist épít, és ezt a Mars lépcsőként használja.

Ha az űrhajósok heteket töltenek egyidejűleg a Holdon, akkor meg kell találniuk, hogyan éljenek a földből - ö, regolith. Túl drága mindent a Földről szállítani, ami azt jelenti, hogy a Hold felszínén lévő korlátozott erőforrásokkal kreatívak lesznek. A hold szennyeződése remek építőanyag, és a déli sarkon jég formájában van víz, amelyet rakéta üzemanyaggá lehet alakítani. De mind közül a legforróbb árucikk nagyon jól kiderülhet, hogy egy űrhajós saját pisil.

Ez év elején egy európai kutatócsoport kimutatta, hogy a karbamid, az emberi vizeletben a víz után a második leggyakoribb vegyület, keverhető a holdszennyeződéssel és felhasználható az építkezéshez. A kapott anyag egy geopolimer, amely hasonló tulajdonságokkal rendelkezik, mint a beton, és potenciálisan felhasználható leszállópályák, élőhelyek és egyéb szerkezetek felépítésére a Holdon.

A geopolimereket rendszeresen használják a Földön, mint a hagyományos beton környezetbarát alternatíváját. A beton egyik fő összetevője a cement, amelyhez magas hőmérsékletű 2gyártási folyamatra van szükség, amely sok CO2-t bocsát ki. De egy geopolimer egyáltalán nem igényel sok energiát. Cement helyett porított köveket vagy pernyét használ, a szén elégetéséből származó hulladékot. Ha ezt összekeverjük vízzel és bizonyos reaktív vegyületekkel, gittszerű anyagot hoz létre, amelyet a kívánt formákba önthetnek, mielőtt száradni hagynák.

A Holdon a legtöbb infrastruktúrát valószínűleg ipari 3D nyomtatók építik. A téglából való építkezés túlságosan nem hatékony és korlátozná az elkészíthető szerkezetek típusait. De a robotikus 3D nyomtatók autonóm módon építhetnének bonyolultabb élőhelyeket. A holdregolit kémiai hasonlóságot mutat a pernyével, ami a geopolimerek számára vonzó lehetőséget kínál a holmi építésére. Hátránya, hogy a geopolimereknek sok vízre van szükségük, így át fognak áramolni egy 3D nyomtató fúvókáján.

"A víz nagyon-nagyon értékes a hold felszínén" - mondja Marlies Arnhof, az Európai Űrügynökség Haladó Koncepciói Csapatának tagja és a kutatás társszerzője. "Tehát a tanulmány egyik fő célja az volt, hogy csökkentse a geopolimer előállításához szükséges vízmennyiséget."

A szuperplasztikátorok olyan anyagok, amelyeket a beton és a geopolimerek víztartalmának csökkentésére használnak, miközben megtartják folyékonyságukat. A Földön a szuperplasztikumok jellemzően nehezen kiejthető anyagok, mint például a naftalin és a polikarboxilát. De ahogy Arnhof és munkatársai felfedezték, a karbamid ugyanolyan jól működik, és könnyen beszerezhető a Holdon. Ahelyett, hogy kiszűrné az űrhajós vizeletében lévő szennyeződéseket és a szennyvizet újrahasznosítaná, a pisi tartályban tárolható és karbamidhoz szedhető.

Az ötlet kipróbálására a kutatók szintetikus karbamidport és holdi regolit szimulánst kevertek össze, hogy henger alakú szerkezetek ököl méretűek legyenek, és hagyják őket súly alatt megszáradni. Ezután az anyagot 3D nyomtatóban szimulálták, fecskendőn keresztül rétegenként extrudálva. Összehasonlították az eredményeket a hagyományos geopolimerekkel. "Elég jól teljesített" - mondja Anna-Lena Kjøniksen, az Østfold Egyetemi Főiskola anyagtudósa és a tanulmány társszerzője. "Úgy tűnt, hogy ez adja a legjobb összesített eredményt, különösen a repedések kialakulásának elkerülése terén."

A csapat pisilhető polimerje segíthet olyan menedékhelyek létrehozásában is, amelyek megvédik az űrhajósokat a hold felszínén található veszélyes ionizáló sugárzásoktól. A Holdnak nincs olyan légköre vagy erős mágneses tere, amely eltérítené a napból sugárzó sugárzást, ami azt jelenti, hogy az űrhajósoknak fokozott a rák kockázata a hold felszínén való hosszú tartózkodás miatt. A geopolimerek ígéretes jelöltként jelentek meg a nukleáris hulladéknak a Földön való tárolására, és Arnhof szerint ugyanez az elv védheti meg az űrhajósokat a Holdon. De ahelyett, hogy megakadályozná a sugárzás kiszivárgását egy szerkezetből, megakadályozná a bejutást.

Az Európai Űrügynökség nyomon követési tanulmányon dolgozik, amely segít meghatározni, hogy a karbamid alapú geopolimer hatékonyan védi-e a sugárzást. Az ügynökségnek azt is be kell bizonyítania, hogy a holmik gyártása a Holdon lehetséges. Legutóbbi tanulmányukban Arnhof és munkatársai szobahőmérsékleten, szabadtéri környezetben készítették a geopolimert. De a 3D nyomtatás sokkal nagyobb kihívást jelent a Hold felszínén található alacsony gravitációs vákuum környezetben. A geopolimernek képesnek kell lennie ellenállni a hold nagy hőmérséklet-ingadozásainak is, amelyek 260 és -280 Fahrenheit fok között mozognak.

Függetlenül attól, hogy karbamidot tartalmaznak-e, a geopolimerek ígéretes alternatívát jelentenek a szintereléssel szemben, a másik fő megközelítést a holdépítés szempontjából vizsgálják - mondja Phil Metzger, a Közép-Floridai Egyetem bolygótudósa és a Hold erőforrásainak szakértője. A szinterelés magában foglalja a regolit nagy mennyiségű energiával történő robbantását, hogy az összeolvadjon. Az energiát nehéz elérni a Holdon, és nagy építmények megépítéséhez megawatt méretű naperőművekre lenne szükség, amelyek teljes erejüket egy szinterelő létesítménybe táplálják. Könnyebb méretezni a polimer alapú konstrukciót, de Metzger szkeptikus abban, hogy a vizelet végül a választott szuperplasztizáló lesz a Holdon. Ehelyett azt mondja, hogy valószínűleg polimerek kerülnek a Földről, vagy bányásznak a holdjégből.

"Nem tudom, hogy a pisi készítése jól skálázódna-e" - mondja Metzger. "Csak nem hiszem, hogy ennyi ember pisil majd a Holdon."

Nem valószínű, hogy a NASA elkezdené bepisilni a rakétákat a Holdra, hogy kompenzálja a különbséget. De rengeteg más felhasználási lehetőség van az űrhajós vizelet számára, kivéve a cementet. Az egyik lehetőség újrahasznosítani és meginni, akárcsak az űrhajósok a Nemzetközi Űrállomáson. Bár a Hold déli sarkán fagyott víz van, még mindig nem világos, hogy milyen nehéz lesz kinyerni és felhasználni. Mérgező anyagokat is tartalmaz, mint például higany és hidrogén-szulfid, ami azt jelenti, hogy tisztítani kell, mielőtt emberi fogyasztásra biztonságos lenne.

Még akkor is, ha az emberek végül holdvizet isznak az újrahasznosított pisil helyett, az űrhajós vizelet geopolimerekhez történő felhasználása még mindig nem lehet a legjobb választás. Ehelyett jobb lehet az élelmiszerek termesztésére. A karbamid ammóniává és szén-dioxiddá bomlik, és bizonyos típusú mikrobák kiválóan képesek az ammóniát nitrát-sókká alakítani, ami egy általános műtrágya-típus. Ez azt jelenti, hogy zárt hurkú életfenntartó rendszerben alkalmazható, ahol a vizeletből származó vizet újrahasznosítják, és a karbamidot növényi műtrágya alapanyagaként használják. A német űrkutatási központ kutatói évek óta sikeresen termesztik a zöldségeket az emberi vizeletben. 2018 végén műholdat indítottak, hogy teszteljék a bepisilett üvegházaik miniatűr változatát a Föld körüli pályán.

A kopár holdi környezetben minden folyadékcsepp számít. Tehát akár építőanyagként, műtrágyaként vagy életmentőként használják, úgy tűnik, hogy a pisinek nagy szerepe lesz, amikor az emberek kimerészkednek a Naprendszerbe. Az űrutazás még soha nem tűnt ennyire elbűvölőnek.

További nagyszerű vezetékes történetek

A Magic: The Gathering tőzsdei brókerei a megőrzésért játszanak
Hé gyerekek! Olvassa el ezeket a könyveket a maga ideje alatt. Hosszú. Nyári
Hogyan kerülhető el a spam - eldobható elérhetőségek felhasználásával
Tippek jobb kávé készítéséhez otthon
27 nap Tokió-öbölben: Mi történt a Gyémánt Hercegnőn
👁 Az agy hasznos modell az AI számára? Plusz: Szerezd meg a legfrissebb AI híreket
🎧 Nem jól hangzanak a dolgok? Nézze meg kedvenc vezeték nélküli fejhallgatóinkat, hangsávjainkat és Bluetooth hangszóróinkat