眾所周知，尿液是人類的一種排泄物，大多數(shù)都會被視作廢棄物直接拋棄。但其中包含著多種化學(xué)物質(zhì)，比如水、鉀、鈣、尿素、鎂、尿酸、磷酸鹽和硫酸鹽等等，而且這些物質(zhì)可以從中分離出來，制造肥料、藥物甚至火藥。但是在月球上，尿液除了回收其中的水份之外，還有其它用途嗎？

自從美國總統(tǒng)特朗普為美國宇航局（NASA）制定了2024年前重返月球的計劃以來，該機構(gòu)及其合作伙伴一直在努力實現(xiàn)這一目標。就在上個月底，NASA與三家公司簽訂了研發(fā)載人登月飛行器的合同。但登月僅僅是個開始，NASA還計劃在2020年之前建立一個永久性的月球基地，并將其作為前往火星的跳板。

如果宇航員要在月球上長時間生活，他們就必須弄清楚如何在月球表面的風化層上生活。如果一切物資都從地球運送的話就太昂貴了，這意味著他們將不得不借助月球表面的有限資源進行創(chuàng)新。月球上的泥土是一種很好的建筑材料，而且月球南極的水冰可以用于制造火箭燃料。但有一點你可能猜不到，其中最熱門的日用品很可能就是宇航員自己的尿液。

尿液的特殊用途：地質(zhì)聚合物

今年年初的時候，一個歐洲研究團隊證明，人類尿液中含量僅次于水的第二種常見化合物——尿素，可以與月球上的泥土混合成為一種建筑材料。這種材料是一種地質(zhì)聚合物（或者土工聚合物），它具有與混凝土相似的屬性，有可能用于建造月球的著陸點、棲息地和其它基礎(chǔ)設(shè)施。

在地球上，地質(zhì)聚合物經(jīng)常被用作傳統(tǒng)混凝土的環(huán)保替代品。混凝土的主要成分之一是水泥，制造過程需要22度的高溫，并且會釋放大量的二氧化碳。但是地質(zhì)聚合物根本不需要太多能量，而且它使用的不是水泥，而是巖石粉末或者煤炭燃燒產(chǎn)生的煤灰粉末。當它與水和某些活性化合物混合時，就會產(chǎn)生一種類似于膩子一樣的物質(zhì)，可以在干燥之前塑造成任何需要的形狀。

用磚建筑的效率太低，而且會限制建筑的種類，但3D打印機可以自主建造更復(fù)雜的棲息地。因此月球上的大多數(shù)基礎(chǔ)設(shè)施可能將由工業(yè)3D打印機完成。月球表面的風化層與飛灰有相似的化學(xué)成分，這使得地質(zhì)聚合物成為月球上一種極具吸引力的建筑材料選擇。但地質(zhì)聚合物也有缺點，它需要大量的水，這樣才能通過3D打印機的噴嘴流出。

歐洲航天局先進概念研究團隊成員、該研究的合著者之一馬里斯?安霍夫說：“月球表面的水是非常非常寶貴的資源，所以我們這項研究的主要目標之一就是如何減少生產(chǎn)地質(zhì)聚合物所需的水量。”

高級減水劑能夠用來降低混凝土和地質(zhì)聚合物的用水量，并且保持其流動性。在地球上，高級減水劑通常使用的是萘和聚羧酸，但是安霍夫和同事們發(fā)現(xiàn)，尿素的效果也一樣好，而且很容易在月球上找到。與其過濾宇航員尿液中的廢棄物并回收廢水，還不如將尿液儲存在一個容器中，收集其中的尿素。

為了驗證這一想法，研究人員將人造尿素粉末與月球風化層的模擬物混合，然后在3D打印機中模擬使用這種材料。之后，他們將結(jié)果與傳統(tǒng)地質(zhì)聚合物進行了比較。挪威東福爾大學(xué)的材料科學(xué)家、該研究的合著者之一安娜?莉娜?基尼克森說:“這種材料表現(xiàn)相當不錯,尤其是在避免裂紋形成方面。”

尿素打造的地質(zhì)聚合物還可以充當防輻射屏障

這種以尿液為原材料的聚合物還可以幫助宇航員在月球表面建造庇護所，使他們免受危險的電離輻射。月球沒有大氣層或強磁場來阻擋太陽輻射，這意味著宇航員在月球表面長期停留會增加患癌風險。地質(zhì)聚合物已經(jīng)成為地球上存儲核廢料的候選材料之一，因此同樣可以保護月球上的宇航員。但是，在月球上它不是為了防止輻射從建筑物中泄漏出來，而是阻止輻射進入建筑物。

歐洲航天局正在進行一項后續(xù)研究，來確定以尿素為原材料的地質(zhì)聚合物是否能有效地屏蔽輻射。該機構(gòu)還需要證明是否能夠在月球上制造這種材料。在他們最近的研究中，安霍夫和同事們在室溫下的露天環(huán)境中制造出了地質(zhì)聚合物。但在月球表面的低重力真空環(huán)境下，3D打印面臨的挑戰(zhàn)更高。地質(zhì)聚合物還需要能夠承受月球260到-280華氏度之間的巨大溫度波動。

不同的聲音：沒那么多人撒尿

美國中佛羅里達大學(xué)的行星科學(xué)家、月球資源專家菲爾?梅茨格說，無論是否包括尿素，地質(zhì)聚合物都有希望替代燒結(jié)方法，而燒結(jié)是科學(xué)家們正在探索的另一種月球建造方法。這種方法需要借助大量的能量爆破風化層，使其熔化在一起。

但其中的問題在于，在月球上很難獲得能量，而建造大型建筑需要兆瓦級的太陽能發(fā)電廠，并將其所有電力供應(yīng)給燒結(jié)設(shè)施。以地質(zhì)聚合物為基礎(chǔ)的建筑更容易規(guī)模化，但梅茨格懷疑尿液最終是否會成為月球上首選的高級減水劑。他認為，這種聚合物可能會從地球運輸或者從月球冰中開采出來。

梅茨格說:“我不知道尿液的產(chǎn)量是否足夠。我只是不認為會有那么多人在月球上撒尿。”NASA也不太可能向月球發(fā)射裝滿尿液的火箭來彌補這一不足。

尿液的其它用途：種植可能更適合

除了制造“水泥”，宇航員的尿液還有很多其它用途。一種選擇是回收并飲用它，就像宇航員在國際空間站所做的那樣。盡管月球南極有結(jié)冰的水，但目前還不清楚提取和使用這些水的難度有多大。其中還含有汞和硫化氫等有毒物質(zhì)，這意味著必須經(jīng)過凈化才能供人類安全飲用。

即使人類最終飲用的是月球水而不是回收的尿液，用宇航員的尿液作為地質(zhì)聚合物可能仍然不是最好的選擇。相反，它可能更適合種植糧食。尿素能夠分解成氨和二氧化碳，而且某些類型的微生物擅長將氨轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，這是一種常見的肥料。

這意味著它可以在獨立的生命支持系統(tǒng)中使用，從尿液中回收的水和尿素用作蔬菜種植的肥料。德國航空航天中心的研究人員多年來一直在人類尿液中種植蔬菜。2018年年底，他們還發(fā)射了一顆衛(wèi)星，在地球軌道上測試那種以尿液為肥料的迷你溫室模型。

在貧瘠的月球環(huán)境中，每一滴液體都是寶貴的資源。因此，無論是用作建筑材料、肥料還是生命維持系統(tǒng)，在人類冒險進入太陽系的過程中，尿液似乎都將發(fā)揮重要的作用。（作者/剛）

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的宇航员尿液竟成月球最热门用品：既能回收饮用又能建造基地的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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