Nước tiểu của phi hành gia trở thành tài nguyên quý trên Mặt Trăng

Nước tiểu của các phi hành gia không chỉ được sử dụng làm vật liệu xây dựng mà còn được tái chế thành nước uống và dùng để trồng cây lương thực trên Mặt Trăng.

Từ khi Tổng thống Donald Trump thúc đẩy kế hoạch quay trở lại Mặt Trăng vào năm 2024, NASA và đối tác đã nỗ lực để xây dựng trạm căn cứ cố định trên Mặt Trăng vào cuối thập kỷ này, là bước đệm cho các chiến dịch đổ bộ lên sao Hỏa trong tương lai.

Nếu phi hành gia ở Mặt Trăng trong nhiều tuần, họ phải thích nghi với cuộc sống không gian. Bụi Mặt Trăng là vật liệu xây dựng tốt và nước tiểu của họ trở thành một nguồn tài nguyên quý trên Mặt Trăng.

Nước tiểu của phi hành gia trở thành một tài nguyên quý trên Mặt Trăng.

Vật liệu xây dựng đặc biệt

Nhóm nghiên cứu châu Âu mới đây đã chứng minh rằng ure - một hợp chất trong nước tiểu con người - có thể trộn với bụi Mặt Trăng để tạo thành geopolymer, vật liệu có tính chất tương tự như bê tông, được sử dụng để xây dựng các cấu trúc trên Mặt Trăng.

Trên Trái Đất, geopolymer thường được xem là vật liệu thân thiện với môi trường thay thế cho bê tông. Tuy nhiên, không như xi măng trong bê tông, geopolymer không gây ra lượng lớn CO2 khi sản xuất. Thay vào đó, nó sử dụng đá nghiền hoặc tro bay, sản phẩm thải từ đốt than, kết hợp với nước và một số hợp chất khác. Để sản xuất vật liệu xây dựng, lớp đất trên Mặt Trăng có thể thay thế tro bay, nhưng nước thì rất quý hiếm.

'Nước rất quý giá trên Mặt Trăng. Một trong những mục tiêu hàng đầu của chúng tôi là giảm lượng nước cần thiết để sản xuất geopolymer', Marlies Arnhof, thành viên của nhóm nghiên cứu thuộc Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA), nói.

Arnhof và đồng nghiệp đã phát hiện ra rằng ure, một hợp chất có sẵn trên Mặt Trăng, cũng hoạt động tốt. Thay vì lọc chất gây ô nhiễm trong nước tiểu và tái chế thành nước thải, nước tiểu có thể được lưu trữ trong một bể chứa và thu hoạch ure. Các nhà khoa học đã trộn bột ure với chất mô phỏng đất bề mặt để tạo ra các cấu trúc hình trụ, rồi sử dụng máy in 3D để tạo ra một kết cấu, giống như xây dựng trên Mặt Trăng. Kết quả là vật liệu này khá bền và không nứt vỡ.

Các trạm căn cứ trên Mặt Trăng trong tương lai có thể được xây dựng từ vật liệu làm từ nước tiểu của phi hành gia.

Bảo vệ phi hành gia khỏi bức xạ ion hóa nguy hiểm trên Mặt Trăng

Geopolymer từ nước tiểu cũng có thể giúp bảo vệ phi hành gia khỏi bức xạ ion hóa nguy hiểm trên Mặt Trăng. Mặt Trăng không có bầu khí quyển hoặc từ trường mạnh để chống lại bức xạ từ Mặt Trời, điều này có nghĩa là phi hành gia có nguy cơ cao hơn mắc bệnh ung thư khi ở đây. Geopolymer đã được sử dụng để chứa chất thải hạt nhân trên Trái Đất, và Arnhof tin rằng nguyên tắc tương tự cũng có thể bảo vệ phi hành gia trên Mặt Trăng.

Cơ quan Vũ trụ châu Âu đang nghiên cứu để xác định liệu vật liệu này có hiệu quả trong việc chống lại bức xạ hay không, và liệu có thể sản xuất nó trên Mặt Trăng được không. Trong nghiên cứu, geopolymer đã được tạo ra ở nhiệt độ phòng trong môi trường ngoài trời, nhưng việc in 3D sẽ khó khăn hơn nhiều trong không gian chân không và trọng lực thấp. Geopolymer cũng phải có khả năng chịu được sự thay đổi nhiệt độ lớn trên Mặt Trăng, từ -173 đến 126 độ C.

Tái chế thành nước uống

Nước tiểu của phi hành gia còn được tái chế thành nước uống, giống như những gì các phi hành gia đã làm trên Trạm Vũ trụ Quốc tế. Mặc dù có nước đá ở cực Nam Mặt Trăng, nhưng vẫn chưa rõ liệu có thể chiết xuất và sử dụng nước này hay không. Nước tiểu cũng chứa các chất độc hại như thủy ngân và hydro sunfua, cần được lọc sạch để đảm bảo an toàn cho con người.

Trồng cây lương thực

Sử dụng nước tiểu phi hành gia để trồng thực phẩm cũng là một ý tưởng tuyệt vời. Ure trong nước tiểu phân hủy thành amoniac, carbon dioxide và một số loại vi khuẩn hữu ích trong việc chuyển đổi amoniac thành muối nitrat - một loại phân bón phổ biến. Điều này có nghĩa là nước tiểu có thể được sử dụng trong một hệ thống đóng kín, nơi nước tiểu được tái chế và ure được sử dụng làm nguyên liệu cho phân bón thực vật.

Cơ quan Không gian Đức đang nghiên cứu cách trồng thực phẩm bằng cách sử dụng nước tiểu tái chế trên Mặt Trăng.

Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức đã trồng rau thành công trong nước tiểu của con người trong nhiều năm. Vào cuối năm 2018, họ đã phóng một vệ tinh để thử nghiệm một phiên bản thu nhỏ của nhà kính chạy bằng nước tiểu trên quỹ đạo Trái Đất.

Trong môi trường khan hiếm, mỗi giọt chất lỏng đều quý giá. Vì vậy, cho dù được sử dụng làm vật liệu xây dựng, phân bón hoặc hỗ trợ sự sống, nước tiểu có vẻ sẽ đóng vai trò rất lớn khi con người chinh phục hệ Mặt Trời.