月球基地使用月球土壤利用尿液添加劑打印保護殼


把東西運到外星世界是非常昂貴的,貨物要抵達月球,平均每一公斤就要上萬美元,所以太空的長期計劃中一直都有將建立月球基地列入考量,而這也代表著我們需要盡可能使用任何當地的材料,顯然地,太空人的排泄物也算在裡面。(生物學中,排泄物是單指尿液)

歐洲研究人員發現,尿液中含量最多的是水,而含量次之的成分則是尿素,它可以作為一種有效的塑形劑,幫助立體列印的結構保持強度及穩定性,尿素會使混合物更容易成型,透過模擬月壤、水及尿素的結合,研究人員製造出了一批立體列印的含尿圓柱形地質聚合物,與過往的一般常用塑形劑(例如:Naphthalene 萘)相比,尿素不但可以承受較大的重量,甚至可以維持其形狀的完整性,更可以經受達八次的凍融循環(月球上約每五十五天就要經歷一次凍融循環),其效果與地面使用的標準塑形劑幾乎相同。

研究人員最初是希望完全就地取材,但是要在月球的環境下磨製水泥顯然是不容易做到的,月壤上的風化層大概是取之不盡的材料,另一個問題則是如何塑形及維持堅固結構,於是尿液成了這個問題的最佳答案。理想情況下,這種尿素地質聚合物將層層包住太空人的棲息地,避免月球上經常接收到的微隕石、太空輻射及溫差變化。

歐洲太空總署所制定的月球村計劃,首先需發射一個充氣式月球基地,並立即在其外圍利用立體列印建造一層保護殼。研究人員坦言,目前只知道尿素可以作為可塑劑,尚未提純的尿液則沒有進行測試,而且即便最後不使用這個方案,相信在使用水泥時,仍然需要水份,尿液中的水份也必須利用到極致,所以目前可以確定,尿液一定會使用到,只是不曉得會以哪一種型式展現。

【圖:歐洲太空總署;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁】

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