NASA는 2024년까지 인류를 또다시 달에 보내는 "아르테미스 계획"을 발표하고있고, 궁극적으로는 달 기지 건설도 구상하고있는 것으로 알려져있다. 그러한 달 기지 건설에 필요한 자재를 어떻게 조달할지가 문제가 되지만, 새롭게 "우주 비행사의 오줌"이 달 기지 건설 재료로 이용 될 가능성이 부상했다.



지구에서 달까지 건설 재료를 운반하려고 할 경우, 1파운드(약 450g)당 1만 달러의 비용이 드는것으로 알려져 있지만, 대량의 물자를 지구에서 달 까지 수송하는 것은 현실적이지 않다. 따라서 연구진들은 "달의 자원을 최대한 이용하여 건축 자재를 생성"하는 것을 고려하고 있으며, 달의 모래(레골리스)로 콘크리트를 만들기위한 실험도 실시하고 있다.


달 기지 건설 재료로서 유망시되고있는 것이, 달의 레골리스를 이용한 지오폴리머 콘크리트이다. 지오폴리머는 내화성이 있고, 열전도성이 낮아, 달의 극단적 인 온도 변화에도 견딜 수있는 것으로되어 있으며, 유해한 방사선이나 산 등의 물질을 막아준다는 것.




달 기지를 건설 할 때 사람의 부담을 최대한 줄이기 위해, 3D 프린터를 이용한 건조 방식이 검토되고 있다. 재료를 층상으로 쌓아 건축하는 3D 프린터를 사용한 방식으로는, 재료에 프린터로부터 자유롭게 밀려나올 정도의 유연성이 필요하기 때문에, 지오폴리머에 가소제를 첨가 할 필요가 있는 것. 



그러나 지오폴리머 등의 콘크리트 혼합물을 연화시키기 위한 이상적인 가소제는 달에 존재하지 않기 때문에, 지구에서 높은 비용을 들여 물자를 운반할 필요가있는 점이 문제시되고 있었다.




이 점을 해결하는 방법으로서, 노르웨이, 스페인, 네덜란드, 이탈리아 등의 연구진은 인간의 오줌에 들어있는 요소에 주목했다. 요소는 지오폴리머 콘크리트의 가소제로서 잘 작동 할 수 있기 때문에, "달에 간 우주인의 오줌이 달 기지 건설 재료가되는 지오폴리머의 가소제로서 이용할 수있는 것은 아닐까"라고 생각, 유럽 우주국(ESA)과 공동으로 연구를 실시 한 것.


연구팀은 레골리스를 모방 한 자료를 바탕으로, 요소를 가소제로 사용한 샘플, 폴리카본산염 기반의 가소제를 사용한 샘플, 나프탈렌 기반 가소제를 사용한 샘플, 가소제를 사용하지 않은 샘플을 만들었다. 각각의 샘플을 3D 프린터로 무게에 대한 강도 및 온도 변화에 대한 내성 등을 확인했다.



그 결과, 다른 샘플과 비교하여 요소를 가소제로 사용 한 샘플과 나프탈렌 기반 가소제를 사용한 샘플은 3D 프린터로부터 밀어내기에 적합한 유연성을 가지며, 강도도 높은 것으로 나타났다라는 것. 연구팀은 소변에서 요소를 추출하는 방법 등에 대해서는 언급하지 않았지만 "전체적으로 봐서, 요소는 지오폴리머의 3D 프린터용의 가소제로서 유망한 특성을 나타냅니다"라고 결론내렸다고한다.


논문의 공동 저자 인 Ramon Pamies 씨는, "달에서 이용되는 지오폴리머 콘크리트를 만들려면, 달에 존재하는 레골리스와 일부 지역에 얼음으로 존재하는 물 같은 달의 것을 이용 할 생각입니다", "이번 연구는 달 기지에 사는 우주인의 소변 등의 노폐물도 지오폴리머 콘크리트를 만들기 위해 사용할 수 있다는 것을 알게되었습니다"라고 말하고있다.

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