Bilim insanları, insan idrarının ana bileşeni olan ürenin ay toprağından yapılmış 3D baskı yapıları için değerli bir katkı maddesi olarak kullanılabileceğini test edip doğruladılar.
Başka dünyalara mal nakliye etmek oldukça pahalıdır; en azından yalnızca aya ulaşmanın bile bir sürü maliyeti var. Bu sebeple ay yüzeyinde bir varlık oluşturmaya yönelik uzun vadeli planlar – ay üsleri inşa etmek dahil – kullanabileceğimiz kadar yerel materyalleri tanımamız gerektiğini biliyoruz. Yani bu her şey demek oluyor, görünüşe göre idrar bile.
Avrupalı araştırmacılar, idrarın en bol bulunan ikinci bileşeninin – üre – 3D baskılı yapıların sertleşme sırasında güçlerini ve stabilitesini korurken aynı zamanda etkili bir plastikleştirici görevi görebileceğini belirtmişlerdir. Plastikleştiriciler genellikle jeopolimerlerde kullanılır. (seramik veya basit bir beton düşünün) çünkü çok fazla miktar su ile seyreltilmekten kaçınırken karışımın şekillenmesini kolaylaştırırlar ki bu da son, nihai ürünü zayıflatır.
(Jeopolimer: Doğal minerallerin kimyasal kompozisyonlarının ve kristal yapılarının çeşitli yöntemlerle değiştirilmesi sonucu üretilen malzemelerdir.)
Araştırmacılar, taklit edilmiş ay toprağını su ve üre ile birleştirerek, plastikleştirici içermeyen versiyonlardan daha iyi performans gösteren 3D baskılı jeopolimer silindirler yaptılar. Ayrıca üre bazlı numunelerini daha yaygın, polikarboksilat (süper akışkanlaştırıcılar) ve naftalen (naftalinin ana bileşeni olan aromatik hidrokarbon) bazlı plastikleştiricilerle yapılan modelleri ile karşılaştırdılar.
Ekip, üre versiyonlarının ağır olan yükleri destekleyebileceğini, büyük ölçüde şeklini koruyabileceğini ve standart plastikleştiricilerle yapılan versiyonların yanı sıra sekiz donma-çözülme döngüsüne (bu ay tabanlarının deneyimleyeceği gibi) dayanabileceğini buldu. (Donma-Çözülme Döngüsü: Sıcaklığın ardışık olarak (örn. günlük) 0⁰C’nin üzerine ve altına düşmesiyle oluşan döngü.)
Bir mühendislik profesörü olan Ramón Pamies, “Ay’da kullanılacak jeopolimer betonu yapmak için düşüncemiz orada olanı kullanmaktır.
Regolit (ayın yüzeyindeki gevşek malzeme) ve bazı bölgelerde mevcut olan buzdan gelen su. ”Bu jeopolimer beton daha sonra mürettebatlı bir yaşam alanını kuşatmak için katman katman olarak basılacak ve ideal olarak sıcaklık değişimleri, zararlı radyasyon ve mikrometeoritler gibi ay tehlikelerinden koruma sağlayacaktır. (Mikro meteorit: Gökyüzünden Yer’e düşen, ancak büyüteç ya da mikroskopla görülebilen çok küçük taş parçası.)
Pamies, “Bu çalışma ile birlikte, ay üslerinde bulunan personelin idrarı gibi bir atık ürününde kullanılabileceğini gördük” dedi. “Bu vücut sıvısının iki ana bileşeni su ve üredir.”
Başka bir deyişle, ayda su toplayarak ve Dünya’dan plastikleştiriciler getirerek ayda jeopolimerler yapabiliriz. Ya da, bu araştırmanın da belirttiği gibi, hem suyu hem de plastikleştiriciyi astronot idrarından alabiliriz. (Hiç kuşkusuz, bu aynı zamanda astronot idrarının Uluslararası Uzay İstasyonunda olduğu gibi içme suyuna geri dönüştürülmeyeceği anlamına gelecektir.)
Ay Habitatları Yaratmak
İnsanlar Apollo programının bir parçası olarak aya ilk ayak bastığından bu yana 50 yıl geçti. Fakat Apollo’nun yaptığı gibi teknolojik ve bilimsel başarısı çekici olsa da, mevcut Artemis ay keşif programı belki de daha iddialı. NASA, insanları yarım yüzyılda ilk kez aya geri döndürmekle kalmamıştır. Ancak Artemis’in ise uzun vadeli hedefi, on yılın sonunda ay yüzeyinde mürettebatlı bir karakol kurmaktır.
Gerçekçi olarak, ay regolitinden yapılmış 3D baskılı yapılar, NASA ilk ay karakolunu inşa etmeye başladığında muhtemelen uygulanabilir olmayacak. Ancak önümüzdeki gelecek on yıl boyunca NASA, Rusya Roscosmos ve Çin Ulusal Uzay İdaresi gibi diğer uzay ajansları ve Moon Village (Ay Köyü) gibi uluslararası işbirlikleri, mümkünse dünya dışı inşaatlar için yerel kaynakları kullanmaya yönelecek.
İlginizi çekebilir: Ay Tozundan Oksijen Üretecek Yeni Büyük Bir Tesis Kuruldu.
In-Situ Kaynak Kullanımı (ISRU) olarak bilinen bu uygulamanın kusursuz olması için, gelecekte insanın Ay, Mars ve daha ötesinde keşiflerinde hayati bir rol oynaması beklenmektedir. Ve inşaat için idrar kullanma fikri özgün olsa da, ay regoliti kullanma fikri değildir. Avrupa Uzay Ajansı tarafından desteklenen Moon Village projesi, önce aya şişme modüller göndererek mürettebatlı bir ay tabanına başlamak istiyor.
İlginizi çekebilir: Bilim İnsanları Ay Tozundan Nasıl Oksijen Çıkarılacağını Buldular
Bununla birlikte, bu modüller insanları ay ortamından etkili bir şekilde korumamaktadır. Astronotları korumak için, ESA ve Ay Köyü Derneği (Moon Village Association), özel şirketlerle birlikte, hazır bulunan ay regoliti kullanılarak modüllerin etrafına koruyucu kabukların 3D baskısı ile yapılabilmesi için bir teknik geliştirmeye çalışıyor. Bu yeni araştırmaya dayanarak, insanlar geldiğinde, ek koruyucu kabuklar daha fazla yerel kaynaklardan yararlanabilir- yani astronot idrarındaki su ve üre.
Fakat sadece ürenin plastikleştirici olarak kullanılabileceğini biliyoruz. İdrarın – işlenmemiş haliyle – regolit bazlı yapılar yapmak için kullanılıp kullanılamayacağını bilmiyoruz.
Bir mühendislik profesörü olan Anna-Lena Kjøniksen, “Ürenin idrardan nasıl çıkarılacağını henüz araştırmadık, çünkü bunun gerçekten gerekli olup olmayacağını belirlemeye çalışıyoruz. Belki de diğer bileşenleri de jeopolimer betonu oluşturmak için kullanılabilir. İdrardaki gerçek su, ayda elde edilebilecek olan karışımla birlikte veya her ikisinin bir kombinasyonu olan karışım için kullanılabilir.”
İleride araştırmacılar yerel kaynaklı ay üsleri oluşturmak için en iyi malzeme karışımını belirlemek için daha yapacak çok işlerinin olduğunu söylüyorlar. Ancak şimdilik astronot idrarının boşa gitmeyeceğini bilmek içimizde bir rahatlama oluşturuyor.
