科学家正在探索用宇航员尿液建造月球基地

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在电影《火星救援》里，被困在火星的宇航员使用人体排泄物制作的肥料成功种出了土豆，并最后成功返回地球。现在，研究人员发现，宇航员的尿液或许还有其他用处。

近日，在《清洁生产杂志（Journal of Cleaner Production）》上发表的一篇文章中，来自挪威、西班牙、荷兰和意大利的科学家与欧洲航天局合作，进行了几项实验，验证尿液能否作为增塑剂来使用。增塑剂是一种添加剂，可以掺入混凝土中使其更具柔韧性。

也就是说，宇航员的尿液或许可以用来建造月球基地。

在月球就地取材



人类对外太空的探索正在逐步前进，美国国家航空航天局 (NASA)、欧洲航天局(ESA) 和中国国家航天局都计划在未来几十年内建立月球基地，这是人类太空探索计划中重要的一步。随着计划的推进，人类将有机会探索更远的星球，比如火星等。

然而，建立月球基地还有一些问题需要解决，例如月球上较高的辐射、极端的温度、陨石雨，以及更为难缠的后勤问题：如何在月球上制作建筑材料。

从地球向太空运送 0.45 公斤的物品约需要大约 1 万美元，如果以这种方式在月亮上建立基地将是非常昂贵的。所以航天机构正在考虑使用月球表面的原材料，甚至宇航员的尿液作为原材料来建立基地。

实验作者之一西班牙卡塔赫纳理工大学教授 Ramón Pamies 解释说：“要在月球上制造混凝土，我们的想法是就地取材：月球分化层（月球表面的松散物质）和冰中的水。”

Pamies 补充道，“更重要的是，通过这项研究，我们发现月球基地人员的尿液等废物也可以利用。尿液的主要成分是水和尿素，而尿素分子可以破坏氢键，从而降低水混合物的粘度。”

研究人员使用 ESA 开发的一种类似月球风化层的材料，加上尿素和各种增塑剂，然后利用 3D 打印机制造了各种 “混凝土” 圆柱体样品。他们使用 X 射线衍射对样品进行了各种分析，并对结果进行了比较。


图 | 样品和 3D 打印机（来源：Shima Pilehvar 等 / 《清洁生产杂志》）

尿素或可作为增塑剂



在 Østfold 大学学院（挪威）进行的实验表明，携带尿素的样品重量相对较重，而且形状几乎保持稳定。研究人员测试了加热到 80°C 后样品的耐受性，他们发现，在进行类似月球表面环境的 8 次冻融循环后，样品的耐受性甚至有所增加。

图 | 样品 U（左）含 3％尿素，样品 N（右）含 3％普通的增塑剂萘（来源：Shima Pilehvar 等 / 《清洁生产杂志》）

挪威大学的研究人员 Anna-Lena Kjøniksen 说, “我们还没有研究如何提取尿液中的尿素，我们正在评估是否真的有必要这么做，因为月球上的其他物质或许也可以用来制作混凝土。尿液中的水可以与月球上的水一样单独使用，或两者结合使用。”

科学家们强调，现在还需要进行进一步的测试，为建造月球基地找到最好的建筑材料，然后使用 3D 打印机批量生产。

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责编：黄珊

参考：https://scienceblog.com/515080/astronaut-urine-to-build-moon-bases/