Onderzoekers hebben ontdekt dat een stofje in urine bijzonder goed als weekmaker kan dienen.

Grote wereldwijde ruimtevaartorganisaties spelen al een tijdje met het ambitieuze idee om onze maan te koloniseren. Het plan luidt om in de loop van de komende decennia een heuse maanbasis te bouwen. De grote vraag is natuurlijk hoe we alle bouwmaterialen daarvoor op de maan moeten krijgen. Maar misschien is de oplossing wel veel dichterbij dan je denkt.

Prijskaartje
Terwijl de plannen om de maan te koloniseren steeds concreter worden, stuiten onderzoekers op een aantal problemen. Denk bijvoorbeeld aan de bijzonder hoge stralingsniveaus en extreme temperaturen waaraan toekomstige maanbewoners blootgesteld zullen worden. Bovendien wordt de maan geregeld gebombardeerd door meteorieten. Maar er is ook een logistiek probleem. Want hoe moeten alle bouwmaterialen die nodig zijn voor een heuse maanbasis op onze natuurlijke satelliet afgeleverd worden? Het vervoeren van ongeveer 0,45 kilogram van de aarde naar de ruimte kost ongeveer zo’n 10.000 dollar. Het betekent dat de bouw van een complete module aardig in de papieren gaat lopen.


Urine
Om de kosten zoveel mogelijk te drukken, zijn onderzoekers van plan gebruik te maken van grondstoffen die op de maan zelf te vinden zijn. “Het is de bedoeling dat we gebruiken maken van dat wat er voorhanden is,” zegt onderzoeker Ramón Pamies. “Denk aan regoliet (mul materiaal waar de bovenste laag van ongeveer drie tot tien meter uit bestaat, red.) en het water van het ijs dat in sommige gebieden aanwezig is.” Maar dat niet alleen. Want ook toekomstige astronauten kunnen een duit in het zakje doen. En wel met het inleveren van hun plas na een toiletbezoekje.

Ureum
Een internationaal team van wetenschappers heeft in een nieuwe studie ontdekt dat een bepaalde stof die urine herbergt – ureum – bijzonder goed als weekmaker zou kunnen dienen. “De twee belangrijkste componenten van urine zijn water en ureum,” legt Pamies uit. “Laatstgenoemde zorgt ervoor dat waterstofbindingen worden verbroken, waardoor waterige mengsels minder stroperig worden.” Volgens de onderzoekers zou ureum bijvoorbeeld in beton kunnen worden verwerkt om het mengsel te verzachten en kneedbaar te maken voordat het droogt.

Experimenten
In verschillende experimenten hebben de onderzoekers hun idee getest. Met behulp van een door ESA ontwikkeld materiaal dat erg lijkt op regoliet, samen met ureum en diverse weekmakers, hebben de onderzoekers met behulp van een 3D-printer verschillende modder-monsters gemaakt en deze resultaten met elkaar vergeleken. De experimenten tonen aan dat de monsters die ureum bevatten, sterk genoeg waren om zware gewichten te dragen en bovendien qua vorm nauwelijks inzakten. Daarnaast werd er gekeken hoe de monsters reageren op temperatuurschommelingen die op de maan aan de orde van de dag zijn. En ook voor die test slaagde het monster met ureum met vlag en wimpel.


De verschillende monsters. Het mengsel links bevat ureum, het mengsel rechts naftaleen, een veel voorkomende weekmaker. Afbeelding: Shima Pilehvar et al. / Journal of Cleaner Production

Het lijkt er dus op dat plas van astronauten zou kunnen meehelpen om de maanbasis vorm te geven. Hoe het ureum precies uit de urine gewonnen zou moeten worden, weten de onderzoekers op dit moment nog niet, mede omdat misschien ook andere stoffen waar urine uit bestaat voor het beton gebruikt zou kunnen worden. “Ook het water dat in urine zit zou mogelijk in het mengsel kunnen worden verwerkt,” oppert de Noorse onderzoeker Anna-Lena Kjøniksen. De wetenschappers benadrukken dat er meer testen uitgevoerd moeten worden voordat er met zekerheid gesteld kan worden dat het beste bouwmateriaal voor de maanbasis gevonden is. Vervolgens zou dit in grote hoeveelheden met behulp van 3D-printers gefabriceerd kunnen worden.

Hoewel het nog wel even zal duren voordat de eerste module behorend tot de maanbasis op de maan zal verrijzen, werkt NASA op dit moment hard aan de Lunar Gateway: een ruimtestation rond de maan dat permanent bezet zal zijn door astronauten. Vanuit het ruimtestation zal intensief onderzoek worden gedaan naar onze natuurlijke satelliet. Bovendien zal het station gaan fungeren als een tussenstation naar andere plekken in het zonnestelsel en als springplank dienen voor toekomstige missies naar Mars.