Principia

Ante el interés de las agencias espaciales china, europea y estadounidense en establecer bases lunares permanentes para el estudio in situ de la superficie lunar, el siguiente reto que se plantea es cómo llevar a cabo tales construcciones. Los materiales utilizados para la construcción debe cumplir una serie de condiciones para ser viables en la superficie lunar: altos niveles de radiación, vacío, meteoritos, temperaturas extremas y grandes fluctuaciones de temperatura. Al mismo tiempo  estos materiales deben ser económicos: transportar aproximadamente medio kilogramo de material desde la Tierra supondría una inversión de 10 000 dólares.

Los científicos se han propuesto aprovechar los recursos disponibles en la Luna para la construcción de las bases lunares. El material propuesto que cumple las condiciones de durabilidad y resistencia  necesarias serían los geopolímeros, formados por la mezcla de la roca suelta de la superficie lunar− regolito−,  agua de los depósitos existentes, junto con metales alcalinos presentes en la superficie lunar.  A esta mezcla se añadiría un plastificante que permitiría trabajar el material con facilidad, y le proporcionaría una viscosidad suficiente para su uso en impresoras 3D.  De esta forma la construcción de las bases lunares  se haría capa por capa.

Dado que ninguno de los materiales disponibles en la superficie lunar sirve como plastificante, un proyecto conjunto de investigación colaborativa entre la Facultad de Ingeniería de Østfold, Noruega, y el Equipo de Conceptos Avanzados (ACT) de la Agencia Espacial Europea (ESA), se ha planteado el uso de la urea de la orina de los humanos presentes en la construcción para dicho fin.  

Para la fase de experimentación los científicos usaron un material similar al regolito lunar diseñado por la ESA, y junto a éste se realizaron análisis con tres tipos de plastificantes: urea,  policarboxilato, y  naftaleno. A diferencia de los otros dos plastificantes la urea mejoró más cualidades de los geopolímeros: se mantuvo  más tiempo la fluidez durante el proceso de impresión 3D, una vez fraguado el material soportó fuertes compresiones, mantuvo  una forma  casi estable y  se incrementó su resistencia después de 8 ciclos de congelación-descongelación.

En la investigación publicada en la revista Journal of Cleaner Production, los investigadores no plantean qué proceso se usaría para obtener la urea de la orina humana, ya que se valora incluso el aporte de agua que añadiría la orina. Además, consideran que son necesarios más estudios sobre el comportamiento de estos geopolímeros frente a las condiciones severas de la luna, para poder desarrollar el material más adecuado posible para tal entorno.

Referencia: Pilehvar et al. 2020. Utilization of urea as an accessible superplasticizer on the moon for lunar geopolymer mixtures.  Journal of Cleaner Production247.