Önümüzdeki birkaç on yıl içinde NASA, Avrupa Uzay Ajansı (ESA), Çin ve Rusya, ay yüzeyinde kalıcı bir insan varlığına izin verecek karakollar yaratmayı planlıyor. Bu teklifler, Ay'da yaşama ve çalışmanın belirli zorluklarını ele almak için In-Situ Kaynak Kullanımı (ISRU) ile ek üretimdeki (diğer bir deyişle 3 boyutlu baskı) ilerlemelerden faydalanmayı amaçlamaktadır.
Uluslararası Ay Köyleri uğruna ESA, bir yapı malzemesi oluşturmak için bir bağlayıcı madde ile kombine edilmiş "lunacrete" - ay regoliti ile denemeler yapıyor. Ancak son zamanlarda, bir araştırmacı ekibi, astronotların kendi başlarına yaptıkları özel bir bileşen eklerseniz, lunacrete'nin daha iyi çalıştığını tespit eden bir çalışma (ESA ile işbirliği içinde) gerçekleştirdi - idrar!
Daha spesifik olarak, kimyasal üre, hayvanların idrarında bulunan organik bir bileşiktir. Bu bulgudan sorumlu ekip, Østfold Üniversite Koleji'nden Shima Pilehvar tarafından yönetildi ve Norveç, İspanya, Hollanda ve İtalya'dan üyeleri içeriyordu. Son zamanlarda ortaya çıkan araştırmaları Temiz Üretim Dergisi, ESA’nın Avrupa Uzay Araştırma ve Teknoloji Merkezi (ESTEC) tarafından desteklendi.
Çalışmalarında tanımladıkları gibi, ekip üre'nin plastikleştirici olarak hareket etme potansiyelini belirlemek için çeşitli deneyler yaptı. Betona katıldıklarında, ilk karışımı yumuşatıp sertleştirmeden önce daha esnek hale getirip getirmeyeceğini görmek istediler. Bunu test etmek, üre ve çeşitli plastikleştiricilerle ESA tarafından geliştirilen simüle edilmiş ay regolitinin kullanımını ve daha sonra elde edilen ürünü 3 boyutlu olarak basmaktı.
Cartagena Politeknik Üniversitesi (UPCT) profesörü ve araştırmanın ortak yazarı Ramón Pamies, kısa bir süre önce Sinc basın bülteninde astronotlar tarafından lunacrete'nin nasıl yapılacağını açıkladı:
“Ay'da kullanılacak jeopolimeri beton yapmak için fikir, orada olanı kullanmaktır: regolit (ayın yüzeyindeki gevşek malzeme) ve bazı bölgelerde bulunan buzdan gelen su. Dahası, bu çalışma ile ay üslerini işgal eden personelin idrarı gibi bir atık ürünün de kullanılabileceğini gördük. Bu vücut sıvısının iki ana bileşeni, hidrojen bağlarının kırılmasına izin veren ve bu nedenle birçok sulu karışımın viskozitelerini azaltan bir molekül olan su ve üre. ”
Deneyler, numunelerin şekillendirildiği ve test edildiği Norveç'teki Østfold Üniversite Koleji'nde gerçekleştirildi. Ayrıca X-ışını kırınımı olarak bilinen bir teknik kullanılarak UPCT'de analize tabi tutuldular. Deneylerin gösterdiği, üre ile yapılan numunelerin yüksek ağırlık yüklerini tolere edebildiği ve neredeyse tamamen aynı şekilde kaldığıydı.
Ay'da bulunanlar gibi aşırı sıcaklık değişimlerine nasıl dayanacaklarını görmek için, numuneler de 80 ° C'ye (176 ° F) ısıtıldı ve sonra tekrar tekrar donduruldu. Sekiz dondurma-çözdürme döngüsünden sonra, dirençleri tekrar test edildi ve daha da güçlü olduğu bulundu. Kısacası, bu testler, başka bir yerinde uygulamanın (latrini kullanarak) elemanları idare edebilecek ay tabanlarının yapımına yardımcı olabileceğini gösterdi.
Bu sonuçlar cesaret verici olsa da (biraz da olsa), ekip daha fazla test yapılması gerektiğini ve henüz bir çıkarma sürecinin tasarlanmadığını vurgulamaktadır. Çalışmayı denetleyen Østfold Üniversite Koleji'nden araştırmacı Anna-Lena Kjøniksen'in belirttiği gibi:
“Bunun gerçekten gerekli olup olmayacağını değerlendirdiğimiz için, ürenin idrardan nasıl çıkarılacağını henüz araştırmadık, çünkü belki de diğer bileşenleri jeopolimer betonu oluşturmak için de kullanılabilir. İdrardaki gerçek su, Ay'da elde edilebilenle birlikte veya her ikisinin bir kombinasyonu ile karışım için kullanılabilir. ”
Ekip ayrıca, ay tabanlarının oluşturulması için hangi yapı malzemesinin en uygun olacağını görmek için daha fazla test yapılması gerektiğini vurguladı. Aşırı sıcak ve soğuğa karşı dayanıklılık ve toleransın yanı sıra, 3 boyutlu yazıcılar tarafından seri olarak üretilebilecek bir şey olması da gerekecektir. Ne yazık ki, bunlar bir ay üssü oluşturmanın zorluklarından sadece bir tanesi.
Ancak bu çalışmanın gösterdiği gibi, bu tür zorluklar yaratıcı olma fırsatı sağlar. Sadece yeni başlayanlar için - Artemis Projesi gibi kilit ay görevlerinin planlandığı noktaya yaklaştıkça daha yaratıcı çözümlerin önerilmesini bekleyebiliriz.
