The modules that the major space agencies plan to erect on the moon could incorporate an element contributed by the human colonizers themselves: the urea in their pee. European researchers have found that it could be used as a plasticizer for concrete used to build structures.
NASA, the European Space Agency (ESA) and its Chinese counterpart plan to build moon bases in coming decades as part of a broader space exploration plan that will take humans to more distant destinations such as Mars.
However, the colonization of the moon poses problems such as high levels of radiation, extreme temperatures, meteorite bombardment and a logistical issue: getting construction materials there, although it may not be necessary.
Transporting about 0.45 kg from the Earth to space costs about $10,000, which means that building a complete lunar module in this way would be very expensive. This is the reason that space agencies are thinking of using raw materials from the moon's surface—or even those that astronauts themselves can provide, such as their urine.
Scientists from Norway, Spain, the Netherlands and Italy, in cooperation with ESA, have conducted several experiments to verify the potential of urea as a plasticizer, an additive that can be incorporated into concrete to soften the initial mixture and make it more pliable before it hardens. Details are published in the Journal of Cleaner Production.
"To make geopolymer concrete that will be used on the moon, the idea is to use what is already there: regolith (loose material from the moon's surface) and the water from the ice present in some areas," explains one of the authors, Ramón Pamies, a professor at the Polytechnic University of Cartagena (Murcia), where various analyses of the samples have been carried out using X-ray diffraction. "But moreover, with this study, we have seen that a waste product, such as the urine of the personnel who occupy the moon bases, could also be used. The two main components of urine are water and urea, a molecule that allows the hydrogen bonds to be broken and, therefore, reduces the viscosities of many aqueous mixtures."
Using a material similar to moon regolith developed by ESA, together with urea and various plasticizers, the researchers manufactured various concrete cylinders using a 3-D printer and compared the results.
The experiments, carried out at Østfold University College (Norway), revealed that the samples made with urea supported heavy weights and remained almost stable in shape. Their resistance was also tested at a temperature 80°C; it was found to increase even after eight freeze-thaw cycles like those on the moon.
"We have not yet investigated how the urea would be extracted from the urine, as we are assessing whether this would really be necessary, because perhaps its other components could also be used to form the geopolymer concrete," says one of the researchers from the Norwegian university, Anna-Lena Kjøniksen, who adds: "The actual water in the urine could be used for the mixture, together with that obtained on the moon, or a combination of both."
The scientists stress the need for further testing to find the best building material for the moon bases, where it can be mass-produced using 3-D printers.
முக்கிய விண்வெளி ஏஜென்சிகள் சந்திரனில் அமைக்கத் திட்டமிடும் தொகுதிகள் மனித குடியேற்றவாசிகளால் பங்களிக்கப்பட்ட ஒரு உறுப்பை இணைக்கக்கூடும்: அவற்றின் சிறுநீரில் உள்ள யூரியா. கட்டமைப்புகளை உருவாக்க பயன்படும் கான்கிரீட்டிற்கான பிளாஸ்டிசைசராக இதைப் பயன்படுத்தலாம் என்று ஐரோப்பிய ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்துள்ளனர்.
செவ்வாய் போன்ற தொலைதூர இடங்களுக்கு மனிதர்களை அழைத்துச் செல்லும் ஒரு பரந்த விண்வெளி ஆய்வு திட்டத்தின் ஒரு பகுதியாக நாசா, ஐரோப்பிய விண்வெளி ஏஜென்சி (ஈஎஸ்ஏ) மற்றும் அதன் சீன எதிர் திட்டம் வரவிருக்கும் தசாப்தங்களில் நிலவு தளங்களை உருவாக்க திட்டமிட்டுள்ளது.
இருப்பினும், சந்திரனின் காலனித்துவமயமாக்கல் அதிக அளவு கதிர்வீச்சு, தீவிர வெப்பநிலை, விண்கல் குண்டுவெடிப்பு மற்றும் ஒரு தளவாட பிரச்சினை போன்ற பிரச்சினைகளை முன்வைக்கிறது: கட்டுமானப் பொருட்களை அங்கு பெறுவது அவசியமில்லை என்றாலும்.
பூமியிலிருந்து விண்வெளிக்கு சுமார் 0.45 கிலோவைக் கொண்டு செல்வதற்கு சுமார் $ 10,000 செலவாகிறது, அதாவது இந்த வழியில் ஒரு முழுமையான சந்திர தொகுதியை உருவாக்குவது மிகவும் விலை உயர்ந்ததாக இருக்கும். சந்திரனின் மேற்பரப்பில் இருந்து மூலப்பொருட்களைப் பயன்படுத்த விண்வெளி ஏஜென்சிகள் யோசித்துக்கொண்டிருப்பதற்கான காரணம் இதுதான் - அல்லது விண்வெளி வீரர்கள் தங்களால் வழங்கக்கூடிய சிறுநீர் போன்றவை.
நோர்வே, ஸ்பெயின், நெதர்லாந்து மற்றும் இத்தாலி ஆகிய நாடுகளைச் சேர்ந்த விஞ்ஞானிகள், ஈ.எஸ்.ஏ உடன் ஒத்துழைத்து, யூரியாவின் திறனை ஒரு பிளாஸ்டிசைசராக சரிபார்க்க பல சோதனைகளை மேற்கொண்டுள்ளனர், இது ஒரு கலவையாகும், இது ஆரம்ப கலவையை மென்மையாக்க கான்கிரீட்டில் இணைக்க முடியும். கடினப்படுத்துகிறது. துப்புரவு தயாரிப்பு இதழில் விவரங்கள் வெளியிடப்பட்டுள்ளன.
"சந்திரனில் பயன்படுத்தப்படும் புவிசார் பாலிமர் கான்கிரீட் செய்ய, ஏற்கனவே உள்ளதைப் பயன்படுத்துவது யோசனை: ரெகோலித் (சந்திரனின் மேற்பரப்பில் இருந்து தளர்வான பொருள்) மற்றும் சில பகுதிகளில் இருக்கும் பனியிலிருந்து வரும் நீர்" என்று ஆசிரியர்களில் ஒருவர் விளக்குகிறார். கார்டேஜெனாவின் பாலிடெக்னிக் பல்கலைக்கழகத்தின் (முர்சியா) பேராசிரியரான ரமோன் பாமிஸ், அங்கு எக்ஸ்-ரே வேறுபாட்டைப் பயன்படுத்தி மாதிரிகளின் பல்வேறு பகுப்பாய்வுகள் மேற்கொள்ளப்பட்டுள்ளன. "ஆனால், இந்த ஆய்வின் மூலம், சந்திரன் தளங்களை ஆக்கிரமிக்கும் பணியாளர்களின் சிறுநீர் போன்ற கழிவுப்பொருட்களையும் பயன்படுத்தலாம் என்பதைக் கண்டோம். சிறுநீரின் இரண்டு முக்கிய கூறுகள் நீர் மற்றும் யூரியா, ஒரு மூலக்கூறு அனுமதிக்கும் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள் உடைக்கப்பட வேண்டும், ஆகையால், பல நீர் கலவைகளின் பாகுத்தன்மையைக் குறைக்கிறது. "
யூரியா மற்றும் பல்வேறு பிளாஸ்டிசைசர்களுடன் சேர்ந்து, ஈஎஸ்ஏ உருவாக்கிய மூன் ரெகோலித்தை ஒத்த ஒரு பொருளைப் பயன்படுத்தி, ஆராய்ச்சியாளர்கள் 3-டி அச்சுப்பொறியைப் பயன்படுத்தி பல்வேறு கான்கிரீட் சிலிண்டர்களை தயாரித்து முடிவுகளை ஒப்பிட்டனர்.
ஆஸ்ட்போல்ட் யுனிவர்சிட்டி கல்லூரியில் (நோர்வே) மேற்கொள்ளப்பட்ட சோதனைகளில், யூரியாவுடன் தயாரிக்கப்பட்ட மாதிரிகள் அதிக எடையை ஆதரிக்கின்றன மற்றும் கிட்டத்தட்ட நிலையான வடிவத்தில் இருந்தன என்பது தெரியவந்தது. அவற்றின் எதிர்ப்பு 80 ° C வெப்பநிலையிலும் சோதிக்கப்பட்டது; சந்திரனில் உள்ளதைப் போன்ற எட்டு முடக்கம்-கரை சுழற்சிகளுக்குப் பிறகும் இது அதிகரிப்பதாகக் கண்டறியப்பட்டது.
"சிறுநீரில் இருந்து யூரியா எவ்வாறு பிரித்தெடுக்கப்படும் என்பதை நாங்கள் இன்னும் ஆராயவில்லை, ஏனெனில் இது உண்மையிலேயே அவசியமா என்பதை நாங்கள் மதிப்பிடுகிறோம், ஏனென்றால் புவிசார் பாலிமர் கான்கிரீட்டை உருவாக்க அதன் பிற கூறுகளும் பயன்படுத்தப்படலாம்" என்று ஆராய்ச்சியாளர்களில் ஒருவர் கூறுகிறார் நோர்வே பல்கலைக்கழகம், அண்ணா-லீனா க்னிக்சென் மேலும் கூறுகிறார்: "சிறுநீரில் உள்ள உண்மையான நீரை கலவையில் பயன்படுத்தலாம், சந்திரனில் பெறப்பட்டவை அல்லது இரண்டின் கலவையாகும்."
3-டி அச்சுப்பொறிகளைப் பயன்படுத்தி பெருமளவில் உற்பத்தி செய்யக்கூடிய நிலவு தளங்களுக்கான சிறந்த கட்டுமானப் பொருளைக் கண்டுபிடிப்பதற்கு மேலதிக சோதனையின் அவசியத்தை விஞ்ஞானிகள் வலியுறுத்துகின்றனர்.
Comments
Post a Comment