Будущие лунные здания в основном могут быть сделаны из материалов, найденных на Луне. Будущие астронавты могут сделать лунные здания из лунной пыли и мочи. Это предложение химика Анны-Лены Кёйксен и её коллег. Они сделали цемент из мочевины и искусственной лунной почвы. Мочевина (Yu-REE-ух) является основным компонентом мочи.

Когда люди поселяются на других планетах или луне в течение длительного времени, им нужно будет строить жилье. Это отчасти потому, что отправка материалов с Земли стоит дорого. По оценкам НАСА, каждый фунт материала, отправляемого на околоземную орбиту, стоит около 10000 долларов.

Использование местных ресурсов может снизить расходы. Исследователи предложили использовать лунную почву для изготовления бетона или цемента. Затем астронавты могут 3-D печатать для постройки своего жилища с этим материалом. Но большинству цемента требуется много воды, которой на Луне мало. И вода ужасно тяжелая, чтобы тащить ее в космос.

На Земле строители могут добавлять химические вещества, чтобы уменьшить количество воды, необходимой для цемента. Эта добавка называется суперпластификатором. Это работает, предотвращая слишком рассыпчатую смесь. Это также делает смесь достаточно гибкой для использования в 3-D принтере. Но большинство суперпластификаторов являются органическими соединениями, то есть богатыми углеродом. Их также не хватает на Луне, говорит Кьёксен из Университетского колледжа Эстфолл в Халдене, Норвегия.

«Я думала, что доступно на Луне? Если там обоснуются люди», — спросила она, — то что у вас есть? Тогда к ней пришла идея в голову. Возможно, человеческие отходы могут превратиться во что-то полезное.

Кёйксен ранее использовала мочевину, чтобы сделать пластмассовые смеси менее вязкими или густыми. Мочевина разрывает водородные связи между молекулами. Это уменьшает трение и позволяет молекулам легче скользить мимо друг друга. Она никогда не слышала о ком-то, кто использовал его в цементе, «но я подумала, что это стоит попробовать».

Порошок кремнезема и оксида алюминия служил заменителем лунной пыли. Это был основной ингредиент цемента Кьёксена. Его химический состав аналогичен летучей золе, основной составляющей обычных цементных смесей. У него просто больше кристаллических зерен.

Ее команда смешала этот порошок с порошкообразной мочевиной. Он не был дистиллирован из настоящей мочи. Они купили свою мочевину у химической компании. Они завершили эту смесь с небольшим количеством воды, чтобы сделать цемент. По сравнению с двумя другими суперпластификаторами, используемыми в строительных проектах на Земле, «мочевина работала очень хорошо», сообщает Кёйксен.

Смесь сохраняла свою форму при небольшом весе и выдерживала изменения температуры. Выдавливание цемента через трубу и укладывание нескольких слоев друг на друга с помощью 3-D принтера позволило создать крошечную устойчивую стенку. Команда поделилась своими выводами в журнале «Чистое производство» от 20 февраля.

Кёйксен планирует испытать цемент при более экстремальных температурах и в вакуумной камере, которая имитирует отсутствие атмосферы на Луне. Следующим шагом будет масштабирование стены до более реалистичного размера. Она также хочет проверить, должны ли будущие астронавты очищать мочу, или они могли бы напрямую использовать мочу для производства цемента.

По словам Белинды Рич, в реальной жизни приготовление мочевинного цемента будет сложнее, чем просто мочиться в ведро. Она — специалист по материалам в Европейском космическом агентстве в Нордвейке, Нидерланды. Она не участвовала в этом исследовании, но работает с группой Кьёксен над последующими тестами. Но в целом, говорит она, производство цемента с мочевиной на Луне может быть практичным. «Это звучит как глупая идея», — говорит Рич. «Но вот мы здесь – и это работает!».