„Diuna” na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. NASA przetworzyła 98 proc. moczu i potu astronautów
System sanitarny Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) powoli zmienia się w rozbudowany filtrfrak, fremeński kombinezon z powieści Franka Herberta „Diuna”. NASA ogłosiła, że w tej chwili jest w stanie odzyskać 98 proc. wody wydalanej przez astronautów.
W tym artykule:
Woda jest kluczowa dla naszego przetrwania. A chociaż w kosmosie jest jej dużo, to jednak załogowe misje kosmiczne będą musiały bazować na zapasach, które zabiorą z Ziemi.
Weźmy półroczną podróż na Marsa. Każdy członek załogi potrzebuje dziennie minimum dwa i pół litra wody do picia, umycia zębów i oczyszczenia ciała. Czyli w trakcie półrocznej podróży potrzebowałby ponad 450 litrów wody. Czworo członków załogi to ponad 1800 litrów wody na samą podróż. A gdzie woda niezbędna do prowadzenia upraw i do użytku na miejscu, zanim znajdzie się źródło wody, zbada ją i uzdatni?
Odzyskiwanie wody w kosmosie
Jedynym wyjściem jest utworzenie wydolnego i zamkniętego obiegu wody, pozwalającego na wielokrotne wykorzystanie zasobów. I NASA właśnie tego dokonała. Inżynierom agencji udało się uzyskać przełom w zakresie odzyskiwania wody przez System Kontroli Środowiska i Podtrzymywania Życia (ECLSS). Dokonali tego podczas demonstracji ulepszonego zespołu procesora moczu (UPA), który odzyskuje wodę za pomocą destylacji próżniowej.
Na Międzynarodową Stację Kosmiczną poleciała pierwsza całkowicie prywatna misja. Kto bierze w niej udział?
W kosmos poleciało czterech pasażerów, którzy wykupili dziesięciodniowy pobyt na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Czy doczekaliśmy się długo zapowiadanej komercjalizacji ISS? I co na to ...
ECLSS składa się z kombinacji urządzeń, w tym systemu odzyskiwania wody, który zbiera ścieki. A także z zaawansowanych filtrów wychwytujących wilgoć z powietrza ISS, jaka trafia tam z oddechu i potu załogi stacji. Tak pozyskana woda jest wysyłana do zespołu przetwarzania wody (WPA). Ten następnie oczyszcza ją i przetwarza w wodę pitną.
Co do kropli
Produktem ubocznym tego procesu jest solanka, czyli stężony roztwór soli, który wciąż zawiera nieco niewykorzystanej wody. Właśnie dlatego do UPA dodano zespół procesora solanki (BPA), pozwalający na odzyskanie pozostałej wody ze ścieków. Pierwsza demonstracja unowocześnionego systemu w warunkach mikrograwitacji doprowadziła do odzyskania aż 98 proc. wody.
– Przed wprowadzeniem procesora solanki BPA nasz całkowity odzysk wody wahał się od 93 do 94 proc. – powiedziała Jill Williamson, kierownik ds. podsystemów wodnych ECLSS. – Wykazaliśmy, że możemy niemal całkowicie odzyskać wodę dzięki procesorowi oczyszczania solanki.
Jak się pozbyć soli
BPA pobiera solankę wytworzoną przez UPA i przepuszcza ją przez szereg specjalnych membran. Powoduje to powstawanie wilgotnego powietrza, które nie różni się od oddechu członków załogi ISS. Para wodna może być zbierana przez osuszacze ECLSS.
Podobnie jak inne zebrane ścieki, woda z solanki jest oczyszczana przez WPA za pomocą szeregu specjalistycznych filtrów i reaktora katalitycznego. Ten ostatni rozkłada wszelkie, nawet śladowe zanieczyszczenia. Następnie czujniki sprawdzają czystość wody. Jeśli jakaś partia nie spełnia wymagań, jest odsyłana do ponownego przetworzenia. Do tak uzyskanej wody dodawany jest jod, który zapobiega rozwojowi drobnoustrojów.
Woda czystsza niż na Ziemi
Na ISS otwarcie mówi się, że wczorajszy mocz zmienia się w dzisiejsze espresso. Jednak w rzeczywistości woda produkowana na pokładzie stacji orbitalnej jest lepsza od tego, co wytwarzają miejskie systemy wodociągowe na Ziemi.
– Przetwarzanie wody na ISS przypomina naziemne systemy dystrybucji wody, lecz działa w trudnych warunkach mikrograwitacji – powiedział Jim Williamson. – Załoga nie pije moczu, lecz pełnowartościową wodę pitną. Została ona odzyskana, przefiltrowana i oczyszczona tak, że jest czystsza od tej, jaką pijemy tutaj na Ziemi.
Udane testy
Systemy ECLSS są dokładnie testowane, aby upewnić się, że działają zgodnie z przeznaczeniem. Testy mają również wykazać, że każdy element może funkcjonować długoterminowo, nie wymagając wielu konserwacji lub wymiany części.
System jest prawdziwym kamieniem milowym. Pozwala on śmielej myśleć o trwających wiele miesięcy misjach księżycowych czy marsjańskich. I wszelkich innych, wymagających bardzo skrupulatnego zarządzania zapasami.
– Regeneracyjne systemy ECLSS stają się coraz ważniejsze, gdy wychodzimy poza niską orbitę okołoziemską. Niemożność uzupełnienia zapasów podczas eksploracji oznacza, że musimy być w stanie odzyskać wszystkie zasoby, których załoga potrzebuje w tych misjach – podsumował Williamson. – Im mniej wody i tlenu musimy wysłać, tym więcej urządzeń naukowych można zapakować na pokład rakiety nośnej. Niezawodne, solidne systemy regeneracyjne oznaczają, że załoga nie musi martwić się o codzienność i może skupić się na prawdziwym celu swojej misji.
Patrząc na problemy z wodą na Ziemi, może się okazać, że niedługo nasze domy będą również wyposażane w systemy podobne do tych, jakie funkcjonują na ISS. Woda pitna na naszej planecie staje się coraz trudniej dostępna.
Źródło: NASA.
Nasz ekspert
Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka
Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.