太空上的創新，使用尿液製造月球混凝土，減少空間站成本

2020-08-25 小男孩說世界

製造月球混凝土

月亮在夜晚晴朗的天空下的特寫Close-Up Of Moon Against Clear Sky

歐洲航天局宣稱，尿液中的一種化合物會與月塵發生特殊而有益的反應，最後形成一種類似混凝土的物質。他們的發現正值科學家計劃在月球表面建造月球空間站之際。可以通過此法減少從地球上獲取建築材料，使研究降低成本。

月球混凝土將使用月球風化層、覆蓋月球表面的土壤和從地球上運輸的水，也就是小便，製作而成。

原因是尿液中的尿素會破壞氫鍵，降低液體的粘度，增強月球風化層的延展性，從而減少混凝土所需的水量。

對月亮的探索—阿波羅計劃

阿波羅計劃 （Apollo program），又稱阿波羅工程，是美國從1961年到1972年組織實施的一系列載人登月飛行任務。目的是實現載人登月飛行和人對月球的實地考察，為載人行星飛行和探測進行技術準備，它是世界航天史上具有劃時代意義的一項成就。阿波羅計劃始於1961年5月，至1972年12月第6次登月成功結束，歷時約11年，耗資255億美元。

約佔當年美國GDP的0.57%，約佔當年美國全部科技研究開發經費的20%。提供了驚人的就業長期增長。在工程高峰時期，參加工程的有2萬家企業、200多所大學和80多個科研機構，總人數超過30萬人。其科技成果所帶來的深刻影響，人類至今受益。

自開始有登月計劃以來只有12個人訪問過月球表面，並且都是美國人。

月亮並不是那麼受歡迎


任何一天都可能發生一些變化或者災難，使得地球不再適合人類居住，並且，有的科學家預計地球的承載極限為90億人口，而我們現在的人口數距離這個極限已經不遠了。然而，月球實際上並沒有多少土地，一旦地球到達容納人類的極限，月球上也沒有足夠的表面積可以作為一個新的家園，供人類居住。

月球正面大量分布著由暗色的火山噴出的玄武巖熔巖流充填的巨大撞擊坑，形成了廣闊的平原，稱為「月海」，實際上「月海」中一滴水也沒有。由於月球上沒有大氣，再加上月面物質的熱容量和導熱率又很低，因而月球表面晝夜的溫差很大。白天，月球表面在陽光垂直照射的地方溫度高達127℃；夜晚，其表面溫度可降低到-183℃。

月球中轉站

雖然月球可能並不能成為「人類搬遷計劃」的最終場所，但是，我們可以在月球表面建設科學實驗室作為一個通訊樞紐，以此為跳點，不斷向外進行探索，為日後的其他探索研究任務提供中轉和推動的作用。

事實上，你在太空中是聞不到氣味的。但你一定會想，我們到底是什麼物種，會穿越到太空，用我們自己的尿液來建造庇護所？

相關焦點

  • 尿液，太空時代的「軟黃金」？
    的水，如果從國際空間站的廁所中可以循環使用更多的水，那將減少運水到空間站的成本。這種「騷氣」的材料具有與混凝土相似的特性。但製造混凝土的主要成分為水泥需要經過高溫還會釋放大量二氧化碳，而合成低質聚合物卻花不了多少能量，只需要一點行星自帶的巖石粉末，一點粉煤灰，再加點兒「水」就萬事俱備了。
  • 低聚合物混凝土：用太空人的尿液和風化層建造月球基地
    重點太空機構計劃在月球上搭建基地的原料可能包含人類移民者自己貢獻的原料：尿液中的尿素。歐洲研究人員發現，它可以用作建築結構混凝土的增塑劑。在月球上定居存在諸如高強度輻射、極端溫度、隕石撞擊和後勤問題:將建築材料運到月球。從地球到太空運輸大約0.45kg的成本約為10,000$，這意味著以這種方式建造完整的登月艙將非常昂貴。這就是太空機構正在考慮使用月球表面的原材料的原因，甚至是太空人自己可以提供的原材料，比如尿液。
  • 利用太空人尿液建造月球基地
    近日，據外媒報導，一個來自多國家的研究小組與歐洲航天局（ESA）合作，以驗證尿素作為增塑劑的潛力，為人類將來建造月球基地做準備。美國宇航局（NASA）、歐洲航天局（ESA）和中國航天局計劃在未來幾十年內建立月球基地。
  • 寧可讓空間站在太空中運行，也不建在月球上，這是為什麼？
    空間站是人類邁向太空的前沿陣地，在空間站上，太空人可以進行長時間的工作和生活，可以進行大量太空實驗，那麼問題來了，既然人類能夠建造在太空中運行的空間站，那麼為什麼不索性在月球上建立一個基地呢？既然有這麼多好處，為什麼人類似乎只對建造空間站感興趣，而對月球基地不聞不問呢？其實不是不想問，而是問不了。月球是地球的衛星，也是宇宙中距離地球最近的天體，我們感覺月球很近，嫦娥姐姐輕舞長袖就能夠飛上去，但實際上月球與地球的距離還是十分遙遠的，兩者的最近距離也有38萬公裡。空間站距地球有多遠？
  • 你不知道尿液的神奇之處，你每天都在浪費，但是科學家卻用尿蓋房
    ，但是地球上的材料又很少能在月球上保持穩定性，即使地球上的材料可以在月球上搭建基地，那運輸成本也是一大筆不菲的開銷。「高效減水劑」，這種添加劑可以在混凝土坍落度基本相同的條件下大幅減少拌合水量，也就是說，拌水泥的時候，加了這種添加劑，就可以減少水的使用。
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    大家經常會聽到太空人在太空空間站上執行任務，那你知道太空空間站是什麼嗎？全世界有幾個太空空間站？先來介紹一下空間站，空間站又被稱為太空站或航天站，它是一種在距離地面高度較低的軌道上，一般是2000千米以下的近圓形軌道上長時間運行。能讓太空人巡航，並進行長期工作和生活的載人太空飛行器。
  • 月球重力作用下的太空廁所
    月球重力作用下的太空廁所如果您能製造出值得太空旅行的廁所，它會是什麼樣？NASA正準備在2024年重返月球，它需要幫助開發一種新的方式，使太空人在登月和返回月球的旅途中開展業務。 美國宇航局（NASA）周四發出電話，要求為「 月球廁所挑戰 」（Lunar Loo Challenge）設計終極空間廁所。
  • 天價馬桶送到空間站 背後是一部航天員的辛酸如廁史
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  • 為什麼太空裡的太空站那麼多,卻沒有在月球上建造一個?成本太高
    太空站是人類進入太空的前沿陣地，太空人們可以長時間地工作和生活，還可以做很多太空實驗，所以問題就來了，既然人類能建造一個運行在太空中的太空站，為什麼不在月球上建一個基地呢？太空站離地球有多遠？國際空間站目前在太空中運行，距離地球表面約400公裡。一條是400公裡，一條是380,000公裡，完全超出了一個水平。的確如此，早在1969年，人類就完成了第一次月球探測，但是能夠登月並不等於能夠建立月球基地。阿波羅的登月艙重量大約為16噸，而國際空間站的重量為400噸。
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    第二大招是充氣式太空站，它是以減少太空飛行器自身重量以壓縮成本的另一條康莊大道。看起來，這個充氣式太空艙似乎也不是那麼大嘛，其實，它只是一個試驗艙，是為了驗證未來的充氣式太空站而做的準備。BEAM將與國際空間站一起共度兩年時光，以檢測它是否會漏氣，在保溫和防輻射效果上是否過硬，是否經得起微隕石和空間碎片撞擊偵測的考驗等等。每隔一段時間，太空人們就會進入BEAM以進行各項檢查，每次停留數小時。
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    印度研究出在月球上制磚技術印度科學研究所和印度空間研究組織開發出了一種在月球上製造磚塊狀結構的可持續工藝，這可能是在空間探索方面邁出的重要一步。這些太空磚最終可以用來組裝月球表面的居住結構。這種技術使用月球土壤，並利用細菌和瓜爾豆將土壤固化為承重結構。印度科學研究所機械工程系助理教授阿羅克·庫瑪說：&34;上個世紀，太空探索已經成倍增長。隨著地球資源的迅速減少，科學家們加強了他們在月球和其他星球上居住的努力。將0.9斤材料送往外太空的成本約為1萬美元。
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  • 在月球上，人類尿液有大用！有朝一日可以幫助建立月球基地
    「尿液可以作為建築材料！」德國《時代周報》10日報導，歐洲航天局（簡稱歐空局）近日公布的一項研究結果稱，人類尿液是「月球水泥」的理想成分，有朝一日可以幫助建立月球基地。資料圖 白繼開 攝根據該研究，尿素起著「超級增塑劑」的作用，可使「月球水泥」在硬化成最終的固體形態前變得更加柔軟，這減少了混合物所需的水。「月球水泥」 主要成分是月球土。
  • 在月球上,人類尿液有大用!有朝一日可以幫助建立月球基地
    「尿液可以作為建築材料！」德國《時代周報》10日報導，歐洲航天局（簡稱歐空局）近日公布的一項研究結果稱，人類尿液是「月球水泥」的理想成分，有朝一日可以幫助建立月球基地。資料圖 白繼開 攝根據該研究，尿素起著「超級增塑劑」的作用，可使「月球水泥」在硬化成最終的固體形態前變得更加柔軟，這減少了混合物所需的水。「月球水泥」 主要成分是月球土。如果太空人可以充分利用月球上發現的建築材料及尿液，從地球進行的補給飛行就有望減少。歐空局表示，人類每人每日約排出1.5升尿液，這將成為月球上穩定的建築材料來源。
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    航天領域的地面應用2014年月1月6日，美國太空探索技術公司SpaceX 發射了一枚獵鷹 9 號火箭，其中一臺 Merlin 1D 引擎使用了3D 列印製造的主要氧化劑閥門(Main Oxidizer Valve，MOV)。相比傳統部件，使用 3D 列印技術製造的部件具有更高的強度、延展性以及斷裂強度,並且材料特性的可變性降低。
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    我們知道，由於微重力的存在，在太空無法像在地球上那樣如廁，不然便便會到處漂浮。在國際空間站(ISS)，太空人使用一種吸入系統解決大小便，一些排洩尿液將在空間站生命供給系統中循環利用。而方便時，太空人時必須「對準」一個直徑10釐米的開口裝置。
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    T&P10/9刊發DAVID ROZAOCT的文章，介紹NASA新馬桶使用超強酸液將太空人尿液變成飲用水的神奇科技。但是，回收尿液確是一個十分複雜的過程，必須做得完美無缺，否則很容易想像，那咖啡會有種多麼令人不愉快和不健康的味道。這就是為什麼美國宇航局耗資2300萬美元的新太空廁所，使用極強的酸性物質來處理太空人的尿液，使其變得清凌凌的原因。
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    這套馬桶的官方稱呼，其實叫做通用廢物管理系統(UWMS)，它重 45 公斤，高 71 釐米，大約是目前空間站所使用俄制馬桶的一半，此外，舊馬桶更適合男性，而新馬桶的設計也更多考慮到了女性航天員的需求。NASA 方面表示，這只是升級的一部分，在國際空間站上安裝的新馬桶不僅能使空間站太空人們的生活變得更好、更高效，該系統還將裝配在新的獵戶座飛船上進行測試，這是阿耳忒彌斯登月計劃乃至火星登陸計劃的一部分，新馬桶將更適合在未來的深空探測任務中使用。
  • 人類建造月球基地究竟有多難?
    基於這些努力，「藍色起源」、空中巴士太空防務及航天公司、歐洲航天局在內的幾個機構近期成立了一個叫做「月球競賽」的非營利組織，其目的是鼓勵企業在製造、能源生產、水資源開發（使用月球水灌裝瓶子）和生物製造（維持第一個月球溫室）等領域開發技術，並將在2019年10月在國際宇航大會上正式啟動。