A NASA, az Európai Űrügynökség (ESA) és kínai űrügynökség (CNSA) egy közös projekt keretében egy bázis kiépítését tervezik a Holdon az előttünk álló évtizedekben. Az eszköz lényegében a távolabbi célok, például a Mars elérését segítené a legénység számára. Nem meglepő módon az építkezés számos problémát felvet: magas sugárzás, a hőmérséklet ingadozása, a felbukkanó meteoritot, satöbbi. Mindemellett logisztikai kérdések is adódnak, mondjuk, hogy mégis hogyan szállítsanak építőanyagot a Holdra? Merthogy a Földről csupán 0,45 kilogrammnyi teher szállítási költsége is megközelítőleg tízezer dollár (több mint három millió forint). Ezek után el lehet képzelni, mennyibe fájna az egyes nemzeteknek a komplett monstrum felállítása. Ezért az űrügynökségek inkább abból gazdálkodnának, amijük van; így például megpróbálják hasznosítani a Holdfelszín nyersanyagait vagy adott esetben az asztronauták vizeletét.

Hogy kiderítsék az anyag hasznosíthatóságát, norvég, spanyol, holland és olasz kutatók az ESA-val együttműködve már több kísérletet lefolytattak, melyek során arra voltak kíváncsiak, használható-e a vizeletben lévő karbamid lágyítóként.

Az adalékanyag ugyanis a betonhoz adva lágyítja az eredeti keveréket, így megkeményedése előtt formálhatóvá teszi azt. - olvasható a Journal of Cleaner Production tudományos folyóiratban.

„A Holdon használható geopolimer beton előállításához elképzeléseink szerint az ott található regolitot, a Hold felszínét borító aprószemcsés kőzetet, illetve porréteget, és a néhány területen megtalálható jégből származó vizet használnánk” – magyarázta a tanulmány egyik szerzője, Ramón Pamies, a spanyolországi Cartagenai Műszaki Egyetem professzora. Vizsgálataik során a kutatók rájöttek, hogy az olyan melléktermék, mint a vizelete, ugyancsak bevethető a cél érdekében.

"Mivel annak két fő összetevője a víz és a karbamid, ez utóbbi molekula lehetővé teszi a hidrogénkötések megszakadását és ezáltal csökkenti sok vizes keverék viszkozitását" – teszi hozzá Pamies.

Az ESA által létrehozott, a Hold regolitjához hasonló anyagból, karbamidból és különböző lágyítókból a szakemberek ezután 3D nyomtatóval különböző építményeket készítettek, majd összehasonlították eredményeiket. A norvégiai Ostfold Egyetemen végzett tanulmány értelmében a karbamidot tartalmazó minták nagy terhelésnek is ellenálltak, formájukat stabilan megőrizték. A teszt során nyolcvan Celsius-fokra felmelegítve tesztelték ellenállóságukat és nyomószilárdságukat is, amely tovább nőtt, amikor nyolc, a Holdra jellemző típusú fagyás-olvadás ciklus hatásának vetették alá.

„A továbbiakban választ kell találnunk a kérdésre, miszerint hogyan vonhatjuk ki a karbamidot a vizeletből, valamint azt is vizsgáljuk, valóban szükséges-e, mert előfordulhat, hogy a vizelet egyéb alkotóelemei is hasznosíthatók” – vélekedik Anna-Lena Kjoniksen, norvég kutató.

A vizelet lenne az újrahasznosítás Szent Grálja?

Alig három éve, hogy a Clemson Egyetem munkatársai megkezdték kísérleteiket, melynek eredményeképp megmutatták, miként lehet a vizeletből, sőt, leheletből 3D nyomtatással műanyagokat, illetve tápanyagokat létrehozni. Szerintük a hasonló újrahasznosítási megoldások elengedhetetlenek lesznek, ha a jövőben nagyobb űrbéli távolságok megtételére vállalkoznánk.

Amint az a fenti videóból is kiderül, az eljárás alapja a Yarrowia lipolytica élesztőfaj, ami a leheletben lévő szénnel és a vizeletben található nitrogénnel vegyülve számtalan anyagot képes előállítani az étrend-kiegészítőktől kezdve egészen a poliészterekig. Lényegében ez a sokoldalúság adta az ötletet a Clemson Egyetem kutatóinak, akik azért is kezdték meg az űrben alkalmazható újrahasznosítási technológia kifejlesztését, hogy az űrhajósoknak ne származzon hátránya a hely- és tömegkorlátozásokból, ami miatt csak minimális felszerelést vihetnek magukkal a hosszabb utakra. Mark A. Blenner fejlesztő szerint ha az űrhajósok egy napon majd évekig tartó küldetésekre indulnak, ki kell találnunk, hogy miként hasznosíthatnák újra a fedélzeten előforduló anyagokat. Hozzátette:

"Az atomgazdálkodás kulcsfontosságúvá válik a jövőben."

A hagyományos táplálékkiegészítőknek legfeljebb pár év után lejár a szavatosságuk, ezért az űrhajósoknak más módon kell majd hozzájutniuk a vitaminokhoz. A csapat a kísérlet során többek közt olyan törzset is kifejlesztett, amely omega-3 zsírsavakat termel, amik a szív, a szem és az agy egészségének megőrzésében egyaránt segítenek. Amennyiben sikerül optimalizálniuk az érintett törzset, idővel biztosíthatják majd a legénység számára a szükséges zsírsavak egy részét. Ha azt gondolnánk, mindezt már képtelenség tovább fokozni, a kutatók poliészterek létrehozására képes élesztőket is kitenyésztettek.

A műanyagokból pedig nemcsak ruhaneműt, de 3D nyomtatás segítségével akár bonyolultabb eszközöket is előállíthatnak.

Blenner szerint a Yarrowia lipolytica tulajdonságai egy másik élesztőhöz sem fogható. Ugyanakkor hozzátette, minden organizmusnak megvan a maga jellegzetessége, melynek alaposabb megértéséhez jobban meg kell vizsgálni az adott tulajdonságot. Bár a szén- és nitrogénevő élesztők most még elenyésző mennyiségű poliésztert termelnek, de a kutatók már dolgoznak teljesítményük javításán. Emellett a gombafaj termelőképességének növelése mellett a betakarítás módszerén is finomítaniuk kell, mivel a kész polimerek kinyerése egyelőre egyelőre kifejezetten nehéz. Mindenesetre a szakértők bizakodóak a technika lehetőségeit illetően.

(Fotó: Getty Images Hungary)