Безпрецедентний результат. Вчені NASA відновили 98% води із сечі та поту астронавтів

Рециркуляція води є важливою віхою для низькоорбітальних космічних місій, які спрямовані на забезпечення основних потреб астронавтів без додаткових місій, спрямованих на поповнення запасів. Це включає перероблення і регенерацію таких речей, як їжа, вода і повітря, пише Space.

На Міжнародній космічній станції (МКС) кожному члену екіпажу потрібно близько 3,7 літра води щодня для пиття, приготування їжі та гігієни, наприклад, чищення зубів. Дослідники NASA дійшли висновку, що з погляду води ідеальним було б відновлення 98% вихідної води, яку екіпажі беруть із собою у космос на початку тривалих місій.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

За словами члена команди Космічного центру Джонсона, яка управляє системами життєзабезпечення на МКС Крістофера Брауна, їм вдалося зробити важливий крок уперед в еволюції систем життєзабезпечення — фактично астронавти втратять лише 2% взятої на МКС води, водночас 98%, що залишилися, продовжать циркулювати. За словами Брауна, те, що інженерам вдалося досягти такого результату — "досить круте досягнення".

Фактично інженерам вдалося досягти піку утилізації сечі та поту астронавтів. Етап відновлення води був досягнутий Системою контролю довкілля та життєзабезпечення (ECLSS) під час демонстрації вдосконаленого вузла процесора сечі (UPA) — він витягує воду з сечі шляхом вакуумної дистиляції. Зазначимо, що система складається з комбінації обладнання, зокрема системи рекуперації води (збирає стічні води) і вдосконалених осушувачів (вловлюють вологу з повітря МКС унаслідок дихання і поту екіпажу). Далі зібрана вода прямує у вузол обробки води (WPA), який зрештою і виробляє питну воду.

Інженери зазначають, що UPA переганяє сечу, проте в результаті цього процесу утворюється побічний продукт — розсіл, який все ще містить деяку кількість води. В оновлений вузол процесора розсолу і було додано додатковий вузол, який і збирає воду з решти стічних вод. Таким чином інженерам NASA вдалося досягти дивовижного результату — відновлення 98% вихідної води.

За словами менеджерки з водних підсистем ECLSS Джилл Вільямсон, раніше їм з колегами вдавалося досягти лише результату у 93-94%. Тепер же їм вдалося продемонструвати, що вони можуть досягти повного вилучення води, використовуючи процесор розсолу.

Інженери зазначають, що цей процесор бере розсіл, а потім пропускає його через низку спеціальних мембран, вводячи його для запобігання сухому повітрю, яке випаровує воду, що міститься у ньому. Таким чином утворюється вологе повітря, схоже на дихання членів екіпажу МКС, а вже його з легкістю можна зібрати за допомогою осушувачів.

Як і будь-які інші стічні води, вузол обробки води очищає їх за допомогою низки спеціалізованих фільтрів і каталітичного реактора, що руйнує будь-які сліди забруднювальних речовин. Потім датчики перевіряють чистоту води: якщо вода не відповідає стандартам — її відправляють на повторне перероблення, якщо вода прийнятної якості — в неї додають йод для запобігання мікробів, а потім вона зберігається для використання астронавтами.

Команда зазначає, що вода, вироблена на МКС, у рази перевершує те, що виробляють муніципальні системи водопостачання тут, на Землі. За словами Вільямсон, в основному перероблення насправді аналогічне деяким системам розподілу води, з однією лише відмінністю — воно виконане в умовах мікрогравітації. Простими словами, помилково буде казати, що "екіпаж п'є сечу", насправді ж "астронавти п'ють воду, яку очистили та відфільтрували таким чином, що вона в рази чистіша за ту, що ми п'ємо на Землі".

Зазначимо, що системи ECLSS проходять ретельні випробування та постійно контролюються, щоб інженери могли переконатися, що вони працюють належним чином, і продемонструвати, що кожен елемент здатний функціонувати впродовж тривалого часу, не вимагаючи великого обсягу технічного обслуговування або заміни окремих частин.

За словами інженерів, результат у 98% є вкрай позитивним для майбутніх космічних місій, коли астронавтам потрібно буде проводити більше часу в космосі під час тривалого перебування на поверхні Місяця або Марса.

Вільямсон зазначає, що чим менше води й кисню необхідно буде доставляти, тим більше "науки" можна буде додати до ракети-носія. Саме тому регенеративні системи такі важливі для майбутніх місій — вони означають, що екіпажу не доведеться хвилюватися про нестачу ресурсів, і вони зможуть зосередитися на справжній причині своєї місії.

Раніше Фокус писав про те, чому NASA боїться олівців і за що їх вигнали з космосу: історія, покрита таємницями.