Беспрецедентный результат. Ученые NASA восстановили 98% воды из мочи и пота астронавтов

Рециркуляция воды является важной вехой для низкоорбитальных космических миссий, которые направлены на обеспечение основных потребностей астронавтов без дополнительных миссий, направленных на пополнение запасов. Это включает переработку и регенерацию таких вещей, как еда, вода и воздух, пишет Space.

На Международной космической станции (МКС) каждому члену экипажа требуется около 3,7 литров воды ежедневно для питья, приготовления пищи и гигиены, например, чистки зубов. Исследователи NASA пришли к выводу, что с точки зрения воды идеальным было бы восстановление 98% исходной воды, которую экипажи берут собой в космос в начале длительных миссий.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

По словам члена команды Космического центра Джонсона, которая управляет системами жизнеобеспечения на МКС Кристофера Брауна, им удалось сделать важный шаг вперед в эволюции систем жизнеобеспечения — фактически астронавты потеряют лишь 2% взятой на МКС воды, при этом оставшиеся 98% продолжат циркулировать. По словам Брауна, то, что инженерам удалось достигнуть такого результата — "довольно крутое достижение".

Фактически инженерам удалось достигнуть пика утилизации мочи и пота астронавтов. Этап восстановления воды был достигнут Системой контроля окружающей среды и жизнеобеспечения (ECLSS) во время демонстрации усовершенствованного узла процессора мочи (UPA) — он извлекает воду из мочи путем вакуумной дистилляции. Отметим, что система состоит из комбинации оборудования, в том числе системы рекулерации воды (собирает сточные воды) и усовершенствованных осушителей (улавливают влагу из воздуха МКС в результате дыхания и пота экипажа). Далее собранная вода направляется в узел обработки воды (WPA), который в конце концов и производит питьевую воду.

Инженеры отмечают, что UPA перегоняет мочу, однако в качестве этого процесса образуется побочный продукт — рассол, который все еще содержит некоторое количество воды. В обновленный узел процессора рассола и был добавлен дополнительный узел, который и собирает воду из оставшихся сточных вод. В результате инженерам NASA удалось достичь удивительного результата — восстановления 98% исходной воды.

По словам менеджера по водным подсистемам ECLSS Джилл Уильямсон, ранее им с коллегами удавалось достичь лишь результата в 93-94%. Теперь же им удалось продемонстрировать, что они могут достичь полного извлечения воды, используя процессор рассола.

Инженеры отмечают, что этот процессор берет рассол, а затем пропускает его через ряд специальных мембран, вводя его для предупреждения сухого воздуха, который испаряет содержащуюся в нем воду. В результате образуется влажный воздух, похожий на дыхание членов экипажа МКС, а уже его с легкостью можно собрать с помощью осушителей.

Как и любые другие сточные воды, узел обработки воды очищает их с помощью ряда специализированных фильтров и каталитического реактора, который разрушает любые следы загрязняющих веществ. Затем датчики проверяют чистоту воды: если вода не соответствует стандартам — она отправляется в повторную переработку, если вода приемлемого качества — в нее добавляется йод для предотвращения микробов, а затем она сохраняется для использования астронавтами.

Команда отмечает, что вода, производимая на МКС, в разы превосходит то, что производят муниципальные системы водоснабжение здесь, на Земле. По словам Уильямсон, в основном переработка в действительности аналогична некоторым системам распределения воды, с одним лишь отличием — она выполнена в условиях микрогравитации. Простыми словами, ошибочно будет говорить, что "экипаж пьет мочу", на самом деле "астронавты пьют воду, которая была очищена и отфильтрована таким образом, что она в разы чище той, что мы пьем на Земле".

Отметим, что системы ECLSS проходят тщательные испытания и постоянно контролируются, чтобы инженеры могли убедиться, что они работают должным образом, и продемонстрировать, что каждый элемент способен функционировать в течение длительного времени, не требуя при этом большого объема технического обслуживания или замены отдельных частей.

По словам инженеров, результат в 98% является крайне положительным для будущих космических миссий, когда астронавтам потребуется проводить больше времени в космосе во время длительного пребывания на поверхности Луны или Марса.

Уильямсон отмечает, что чем меньше воды и кислорода необходимо будет доставлять, тем больше "науки" можно будет добавить к ракете-носителю. Именно поэтому регенеративные системы так важны для будущих миссий — они означают, что экипажу не придется волноваться о нехватке ресурсов и они смогут сосредоточиться на истинной причине своей миссии.

Ранее Фокус писал о том, почему NASA боится карандашей и за что их изгнали из космоса: история, покрытая тайнами.