Denne artikkelen er produsert og finansiert av Høgskolen i Østfold - les mer.

Professor Anna Lena Kjøniksen (t.v.) og førsteamanuensis Shima Pilehvar forsker på betong som kan brukes til bygging på månen.
Professor Anna Lena Kjøniksen (t.v.) og førsteamanuensis Shima Pilehvar forsker på betong som kan brukes til bygging på månen.

Urin kan være løsningen for månebetong

Vannmangel på månen gjør det vanskelig å bygge den planlagte forskningsbasen i betong. Nå kan forskere ha funnet løsningen som sikrer de unike byggeplanene. Stikkordet er urin.

Publisert

Forskere ved ingeniøravdelingen ved Høgskolen i Østfold fikk i 2018 midler til å utvikle betong som kan brukes til en planlagt utbygging på månen. Prosjektet er i regi av European Space Agency (ESA) og involverer to forskere ved høgskolen, professor Anna-Lena Kjøniksen og førsteamanuensis Shima Pilehvar.

Det spennende prosjektet innebærer utvikling av Geopolymerbetong som kan brukes til konstruksjon av bygninger og landingsplattformer på månen.

Høgskolen i Østfold har et eget, avansert betonglaboratorium og har de siste årene utviklet et sterkt fagmiljø innenfor geopolymerbetong.

– Det er en økende interesse for å utforske solsystemet vårt, og første steg mot verdensrommet er å bygge en base på månen. Siden det er ekstremt dyrt å frakte bygningsmaterialer fra jorda til månen – over 200 000 kroner per kilo – ønsker man å utnytte materialer man finner på månen til å bygge der.

– ESA er derfor interessert i å se på mulighetene for å bruke geopolymerbetong lagd av Lunar regolith eller månestøv, til å 3D-printe bygninger og landingsplattformer, sier Pilehvar.

Bruker urin i betongblandingen

For å virkeliggjøre betongprosjektet på månen er det imidlertid behov for vann.

– Det er funnet små forekomster av vann på månen, men dette er en meget begrenset ressurs. Vi trenger derfor å minimere vannforbruket, samtidig som at det er viktig at betongblandingen ikke er så tørr at den blir uegnet for 3D-printing, forklarer Kjøniksen.

Ifølge forskerduoen er det mulig å tilsette stoffer til betong for å redusere mengden vann man trenger, men de kjemikaliene som er kjent for å virke på denne måten, er ikke tilgjengelige på månen.

– Vi har derfor testet ut om urea kan brukes til dette. Urea er, nest etter vann, det stoffet det finnes mest av i urin. Der man har mennesker, har man derved en kontinuerlig tilgang på dette stoffet, avslører professoren.

– Videre skal vi undersøke om urin fra astronauter kan brukes direkte som den er, eller om det er behov for renseprosesser før den brukes i betongen.

I arbeidet med å finne den perfekte betongen for bygging på månen har forskerne testet ut hvordan den tåler å legges lag for lag som vist på bildet.
I arbeidet med å finne den perfekte betongen for bygging på månen har forskerne testet ut hvordan den tåler å legges lag for lag som vist på bildet.

Fikk svært gode resultater

Urea er også kjent som karbamid. Det er navnet som brukes om denne forbindelsen når den for eksempel brukes i hudkremer og tyggegummi.

Grunnen til at forskerne valgte å teste ut nettopp urea, er at det er kjent for å kunne bryte hydrogenbindinger. Hydrogenbindinger fører blant annet til interaksjoner eller tilknytninger, mellom vannmolekyler og andre stoffer.

Ved å bryte hydrogenbindingene håpet Kjøniksen og Pilehvar å kunne redusere hvor mye vann som de måtte tilsettes månebetongen.

Dette viste seg å virke helt utmerket. Ved et vannforbruk på under 20 prosent fikk forskerne med å tilsette Urea, en geopolymerbetong som var brukbar for 3D-printing. Allerede rett etter printing tålte den å bære ti ganger sin egen vekt. Etter at den hadde størknet, var den enda sterkere.

Ingen av prøvene de sammenlignet med kunne vise alle disse egenskapene ved tilsvarende lavt vannforbruk.

Referanse:

Shima Pilevar mfl.: Utilization of urea as an accessible superplasticizer on the moon for lunar geopolymer mixtures. Journal of Cleaner Production, 2019. Doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.119177