人类尿液未来可能帮助宇航员在月球上建造基地

将物品运送到其他星球的成本很高。到达月球，最好也要每磅数千美元。这就是为什么在月球表面建立长期存在——包括建造月球基地——的计划认识到，我们将需要利用任何可用的当地材料。我的意思是任何东西。甚至，显然，尿液。

欧洲研究人员发现，尿液中第二丰富的成分——尿素——可以作为一种有效的增塑剂，有助于保持3D打印结构在硬化过程中仍具可操作性，同时保持其强度和稳定性。增塑剂常用于地聚合物（如陶瓷或普通混凝土），因为它们使初始混合物更容易成型，同时避免稀释过多的水，这会削弱最终产品。

通过将模拟月球土壤与水和尿素结合，研究人员制造了3D打印地聚合物圆柱体，其性能优于不含增塑剂的版本。研究人员还将他们的尿素基样品与使用更常见的聚羧酸盐和萘基增塑剂制造的版本进行了比较。团队发现，尿素版本能够承受重物，基本保持形状，并且能像标准增塑剂版本一样，承受八次冻融循环（就像月球基地会经历的那样）。

“为了制造将在月球上使用的地聚合物混凝土，想法是利用现有的材料：月球表面的风化层（松散物质）和某些区域冰中的水。”西班牙卡塔赫纳理工大学工程学教授兼该研究的合著者拉蒙·帕米斯在新闻稿中表示。这种地聚合物混凝土随后将逐层打印，以包裹载人栖息地，理想情况下，它将提供保护，抵御月球上的危害，如温度波动、有害辐射和微陨石。

“通过这项研究，我们发现，像月球基地人员的尿液这样的废弃物也可以被利用，”帕米斯说。“这种体液的两个主要成分是水和尿素。”

换句话说，我们可以在月球上通过收集月球上的水并从地球带来增塑剂来制造地聚合物。或者，正如这项研究表明的那样，我们也许可以从宇航员的尿液中获取水和增塑剂。（尽管，不可否认，这也意味着宇航员的尿液不会像国际空间站那样回收成饮用水。）

建造月球栖息地

自人类首次作为阿波罗计划的一部分踏足月球以来，已过去50年。尽管阿波罗计划在技术和科学上取得了令人惊叹的成就，但目前的阿尔忒弥斯月球探索计划或许更具雄心。美国宇航局不仅计划在半个世纪后首次将人类送回月球，阿尔忒弥斯的长期目标是在本十年末在月球表面建立一个载人前哨站。

实际上，用月球风化层3D打印结构在NASA开始建造其第一个月球前哨站时可能还不可行。但在未来几十年，NASA、俄罗斯航天国家集团（Roscosmos）和中国国家航天局等其他航天机构，以及月球村等国际合作项目，很可能会尽可能地利用当地资源进行地外建造。

完善这种被称为原位资源利用（ISRU）的做法，预计将在未来人类探索月球、火星及其他地区中发挥至关重要的作用。虽然使用尿液进行建造的想法可能很独特，但使用月球风化层的想法并非如此。由欧洲航天局支持的月球村项目，希望通过首先向月球发送充气模块来启动载人月球基地。然而，这些模块不能有效地保护人类免受月球环境的影响。为了保护宇航员，欧空局和月球村协会正与私营公司合作，开发一种技术，利用现成的月球风化层在模块周围3D打印防护罩。根据这项新研究，一旦人类抵达，额外的防护罩可以利用更多的当地资源——即宇航员尿液中的水和尿素。

但我们只知道尿素可以用作增塑剂。我们不知道尿液——以其原始形式——是否可以用于制造基于风化层的结构。

“我们尚未研究如何从尿液中提取尿素，因为我们正在评估这是否真的有必要，因为也许它的其他成分也可以用于形成地聚合物混凝土，”挪威奥斯特福尔德大学学院工程学教授、该研究的合著者安娜-莱娜·科约尼克森在新闻稿中说，“尿液中的实际水可以用于混合，与月球上可以获得的水结合，或者两者结合。”

展望未来，研究人员表示，他们仍有大量工作要做，以确定建造本地化月球基地的最佳材料混合物。但就目前而言，知道宇航员的尿液可能不会被浪费，确实令人欣慰。

这项新研究于2月20日发表在《清洁生产杂志》上。