進駐月球得自給自足,科學家發現可結合尿素分子製成建築材料

作者 | 發布日期 2020 年 04 月 03 日 9:59 | 分類 天文 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


如果有天人類成功進駐月球,大概會成為史上最環保、最自給自足的族群。來自挪威、西班牙、荷蘭、義大利的科學家與歐洲太空總署進行多次實驗,證實尿素可做為塑化劑成分,換句話說,未來月球太空人可以收集自己的尿液來製造混凝土建築材料。

美國、歐洲、中國等國都計劃在未來幾十年內殖民月球,然而撇開殖民其他星球要先面對高輻射、極端溫差、隕石轟炸等問題,要將建築材料運過去首先就是個大障礙。目前,火箭有效載荷成本每 450 公克(1 磅)就高達 1 萬美元,假如所有材料都得靠地球送上月球,擺在眼前的巨大成本就足以讓月球殖民計畫宣告失敗。

因此,各國太空機構都在考慮直接使用月球物質做為地基建築材料,比如取用月球表面的鬆散物質和水冰製成聚合物混凝土。

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來自挪威、西班牙、荷蘭、義大利的科學家們與歐洲太空總署(ESA)合作進行多次實驗,將類似月球長石的材料結合尿素(尿液成分)和其他各種塑化劑,使用 3D 列印技術製出圓柱體混凝土進行比較,實驗結果發現結合尿素製成的混凝土樣品形狀幾乎維持穩定,且可以支撐更大重量。

▲ 結合各種塑化劑製成的材料樣品。(Source:Sinc

此外,研究人員將樣品加熱至 80℃ 並測試其電阻,發現在經歷 8 次凍融循環(freeze-thaw cycle,類似月球表面的溫度變化)後,電阻有所提高。

雖然科學家還沒有研究如何從尿液中有效提取尿素,也還在評估是否真的有必要提取尿素,因為或許其他成分也能用於形成堅固的混凝土,但不管怎樣,科學家都會努力找出未來月球的最佳建築結構材料。新論文發表在《Journal of Cleaner Production》期刊。

(首圖為示意圖,來源:歐洲太空總署