Căn cứ trên Mặt Trăng là bước đệm để chinh phục không gian sâu trong tương lai. Ảnh: Scitech Daily.
Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA), Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) và đối tác Trung Quốc dự định xây dựng các module trên Mặt Trăng trong những thập kỷ tới, như một phần của kế hoạch thám hiểm không gian sâu nhằm đưa con người đến những nơi xa xôi hơn như sao Hỏa. Bên cạnh những thách thức từ mức độ phóng xạ cao, nhiệt độ khắc nghiệt hay nguy cơ bị bắn phá bởi thiên thạch, việc tìm kiếm nguồn vật liệu để xây dựng căn cứ cũng là một vấn đề nan giải.
Vận chuyển khoảng 0,45 kg vật liệu từ Trái Đất lên vũ trụ có thể tiêu tốn tới 10.000 USD. Nếu xây dựng một module hoàn chỉnh theo cách này sẽ cần một khoản tiền khổng lồ. Đó là lý do các cơ quan vũ trụ đang nghĩ đến việc tận dụng vật liệu có sẵn trên bề mặt Mặt Trăng, bao gồm cả sản phẩm thải của phi hành gia để xây dựng căn cứ.
"Ý tưởng là sử dụng lớp đất thô trên bề mặt Mặt Trăng, trộn với nước (lấy từ băng ở một số khu vực hoặc nước thải) và kết hợp với urea chiết xuất từ nước tiểu của các phi hành gia để tạo ra một loại bê tông geopolymer hay bê tông composit tự nhiên", Giáo sư Ramón Pamies tại Đại học Bách khoa Cartagena, Tây Ban Nha, một trong những tác giả của nghiên cứu giải thích.
Một cấu trúc bê tông geopolymer nhiều lớp được xây bằng máy in 3D. Ảnh: Scitech Daily.
Nhóm nghiên cứu, bao gồm các nhà khoa học từ Na Uy, Tây Ban Nha, Hà Lan và Italy, đã hợp tác với ESA thực hiện một số thí nghiệm để kiểm tra tiềm năng của urea trong nước tiểu. Họ nhận thấy nó có tác dụng như chất hóa dẻo, một phụ gia được thêm vào bê tông tươi để làm mềm và tăng độ dẻo trước khi hỗn hợp cứng lại.
Sử dụng vật liệu có tính chất tương tự đất trên Mặt Trăng do ESA phát triển, các nhà nghiên cứu từ Đại học Ostprint của Na Uy đã tạo ra hai mẫu bê tông - một loại kết hợp với urea (mẫu U) và một loại sử dụng chất hóa dẻo naphtalene thông thường (mẫu N) - nhằm so sánh khả năng ổn định của chúng trong các cấu trúc nhiều lớp xây bằng máy in 3D. Kết quả cho thấy bê tông mẫu U có khả năng giữ hình dạng và hỗ trợ sức nặng tốt hơn.
Thí nghiệm so sánh khả năng ổn định của bê tông với chất hóa dẻo urea và naphtalene. Ảnh: Scitech Daily.
Trong giai đoạn tiếp theo của nghiên cứu, các nhà khoa học muốn thử nghiệm thêm những phương pháp mới, nhằm đánh giá xem có thực sự cần thiết để chiết xuất urea từ nước tiểu hay không, bởi ngoài urea, nhiều chất phụ gia khác cũng có thể được sử dụng để sản xuất bê tông geopolymer.
Đoàn Dương (Theo Scitech Daily)