月球基地的未來,就差太空人的一泡尿

by:山謬
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近日,歐洲太空總署發布最新研究成果,讓建造「月球基地」 不再成為遙不可及的夢想。

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最近,歐洲太空總署的科學家開發出一款新配方,讓太空人的尿液成為月球基地建材的重要來源之一。

Photo: Elevate

月球基地的關鍵原料

自從人們首次在月球上留下腳印後,「建立月球基地」的想法就不斷在人們腦袋中徘徊。只是,人們一直以來都無法為月球基地找出合適的建材。

不過,在經過科學家們的努力研發後,目前人們與月球基地的距離,就只差......太空人的一泡尿。

歐洲太空總署:太空人的尿非常重要

上周五(8),歐洲太空總署(European Space Agency,ESA)發布最新研究成果,表示可以用人的「尿液」做為高效減水劑(superplasticizer),來製作「月球版混凝土」。

這款「月球版混凝土」比較正式的名稱是「月球地質聚合物的混合物」(lunar geopolymer mixture),是以月球表面粉狀的土壤為主要原料,製作出與地球混凝土功能如出一轍的「月球版混凝土」。

不過,就像地球上的混凝土需要高效能減水劑,讓混凝土在凝固前能保持良好的流動性和加工性一樣,月球地質聚合物的混合物同樣也需要高效能減水劑。

ESA在官方Twitter上向世界分享這則好消息,表示未來太空人產生的廢物,將能作為高效能減水劑,生產用於建築月球基地所需的建材。

尿素是關鍵

科學家希望未來在搭建月球基地能盡量就地取材,減少從地球攜帶的裝備,因而盯上了人的尿液,這才開發出了以尿素做為高效能減水劑的月球地質聚合物的混合物的配方。

ESA表示:「感謝未來住在月球基地的人們,往後他們每天產生的 1.5公升的液體,有望成為太空探險中一項前途無量的副產品。」

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能在月球上生產只是第一步,生產出的原料還必須耐得住太空中的嚴苛環境,才有機會獲選為月球基地的建材。

Photo: Jarosław Kwoczała

撐10公斤很容易

ESA形容這些以尿素做為高效能減水劑的月球地質聚合物的混合物「強大又有良好的可加工性」,根據ESA的實驗,由 3D列印機列印出的樣品,在支撐比自己重 10倍的物品時,仍然能保持原狀

不過,光是耐重表現優秀,還不足以成為月球基地建材的候選人,能否耐得住太空中嚴苛的環境,並保護住在其中的太空人,才是優秀月球建材的必備條件。

極端高低溫變化測試

對此,ESA也對樣品們做了模擬月球環境條件的測試。

月球的日夜溫差很大,氣溫可能在攝氏 -171度和攝氏 114度之間變化。因此,ESA將樣品放入真空環境中,在攝氏 -80度至114度之間進行測試,所有的樣品也都順利通過測試,讓科學家們推測這些材料還能適應更低的溫度。

就地取材不是夢

對於研發成果,ESA先進概念小組的成員,也是這項研究的發起人雅恩霍夫(Marlies Arnhof)表示:「科學家對新配方展現的高強度印象非常深刻,此外,人類有能力使用月球上已經存在的材料也十分吸引人。」

另外,雅恩霍夫也特別強調這項尿素研究的價值,她指出「希望未來太空人的尿液,能在未來月球基地的興建過程中扮演重要角色」。

「這非常實用,也能避免未來必須在太空中使用複雜的水循環系統。」

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新配方出爐後,科學家接著要朝改良配方、讓這項配方同樣能應用於地球的方向努力。

Photo: David Dibert

成功關鍵 與各大學緊密合作

挪威東福爾郡大學(Østfold University College)的工程學助理教授皮列瓦爾(Shima Pilehvar)指出,ESA與挪威、西班牙和義大利各大學的密切合作是成功研發新配方的關鍵之一。

她表示:「(與各大學的合作)讓我們有機會能進行這類具探索性,有點風險,卻能為太空探險以及地球上的科技帶來一定價值的研究。」

ESA的下一步

接下來,ESA將繼續與大學端合作,朝著改善這項配方以及研究這項技術是否同樣能在地球上使用的方向前進。

上線時間:2020/05/13
增修時間:2020/05/13  修正內文