HiØ-forskere kan ha løst «vannmangel-problemet» på månen

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

Forsker på betong som kan brukes til bygging på månen: Professor Anna Lena Kjøniksen (t.v.) og førsteamanuensis Shima Pilehvar i arbeid på at av laboratoriene ved ingeniøravdelingen på Høgskolen i Østfold. (Foto: Ann-Kristin Johansen)

Forskere ved ingeniøravdelingen 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 ingeniøravdelingen, professor Anna-Lena Kjøniksen og førsteamanuensis Shima Pilehvar.

"Det er funnet små forekomster av vann på månen, men dette er en meget begrenset ressurs."
Måneforsker ved HiØ, Anna-Lena Kjøniksen

Totalt 30.000 Euro fikk HiØ til gjennomføring av det spennende prosjektet som 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 tusen kr per kg), 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 (månestøv) til å 3D-printe bygninger og landingsplattformer, sier Pilehvar.

Les tidligere sak om Måne-prosjektet.

Bruker urin i betongblandingen

For å realisere 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 er det viktig at betong-blandingen ikke er så tørr at den blir uegnet for 3D-printing, forklarer Kjøniksen.

Bilde av betongprøve
Tidkrevende arbeid: I arbeidet med å finne den pepfekte betongen for bygging på månen har forskerne testet ut hvordan betongen tåler å legges lag for lag som vist på bildet. (Foto: Shima Pilehvar)

Ifølge forskerduoen på Avdeling for ingeniørfag 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 benyttes 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.

Fikk svært gode resultater

Urea er også kjent som karbamid som er navnet som brukes om denne forbindelsen når den benyttes i for eksempel 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 mellom vannmolekyler og andre stoffer. Ved å bryte hydrogenbindingene håpet Kjøniksen og Pilehvar å kunne redusere hvor mye vann som må tilsettes til månebetongen.

Dette viste seg å virke helt utmerket, og ved et vannforbruk på under 20 prosent får vi med tilsats av Urea en geopolymerbetong som er ekstruderbar for 3D-printing, som tåler å bære 10 ganger sin egen vekt rett etter 3D-printing (før den har størknet red.anm.), og som har en god styrke kort tid etter at den har størknet. Ingen av prøvene vi sammenlignet med kunne oppvise alle disse egenskapene ved tilsvarende lavt vannforbruk.

Studien er publisert i Journal of Cleaner Production. Les hele artikkelen.


Ønsker du å vite mer om studien, så ta gjerne kontakt med forskerne:

Professor Anna-Lena Kjøniksen

Førsteamanuensis Shima Pilehvar

Emneord: Månen, geopolymerbetong Av Ann-Kristin Johansen
Publisert 28. nov. 2019 09:29 - Sist endret 3. des. 2019 13:59