Astronauci z kombinezonami jak z Diuny. Będą pić wodę z własnego moczu
Pamiętasz kultowe kombinezony filtrfraki z filmu Diuna? Te futurystyczne stroje absorbowały i oczyszczały wodę wydzielaną przez człowieka z potem i moczem, zamieniając ją z powrotem w pitną. Teraz wizja ta staje się rzeczywistością.
Astronauci na spacerach kosmicznych muszą załatwiać swoje potrzeby w swoich skafandrach kosmicznych. Nie dość, że jest to niewygodne dla noszącego, to jeszcze jest to marnotrawstwem, ponieważ - w przeciwieństwie do ścieków na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) - woda w moczu pochodząca ze spacerów kosmicznych nie jest poddawana recyklingowi.
Rozwiązaniem tych problemów byłyby skafandry takie jak te z serii Diuna, które wchłaniały i oczyszczały wodę traconą podczas pocenia się i oddawania moczu, a następnie przetwarzały ją na wodę pitną. Kombinezony te były nazywane filtrakami (stillsuits).
Więcej o życiu astronautów w kosmosie przeczytasz na Spider`s Web:
Zaprojektowany na potrzeby misji na Księżyc i Marsa
Teraz fantastyka naukowa ma stać się rzeczywistością dzięki prototypowi nowatorskiego systemu zbierania i filtrowania moczu w skafandrach kosmicznych. Projekt, autorstwa naukowców z Cornell University w stanie Nowy Jork, został opublikowany w czasopiśmie Frontiers in Space Technology.
W latach 2025 i 2026 NASA planuje misje Artemis II i III, w ramach których załoga odpowiednio okrąży Księżyc i wyląduje na jego biegunie południowym. NASA ma jednak nadzieję na więcej. Na początku lat 30. XXI wieku przyjść ma kolej na załogowe misje na Marsa.
Jak się załatwić w kosmosie?
To daleka droga od domu tymczasem astronauci od dawna narzekają na brak komfortu i higieny podczas noszenia tego, co przepisowo nazywa się odzieżą o maksymalnej chłonności.
Jest to nic innego jak wielowarstwowa pielucha dla dorosłych z dodatkowym materiałem chłonnym, wykonanym z superabsorbującego polimeru, którą astronauci NASA noszą podczas startu, lądowania i spacerów kosmicznych (EVA).
Nie jest to technologia nowa, bo została opracowana w latach 70. XX wieku i wdrożona pod koniec dekady.
MAG przeciekał i powodował problemy zdrowotne, takie jak infekcje dróg moczowych i problemy żołądkowo-jelitowe. Ponadto astronauci mają obecnie tylko jeden litr wody w swoich torbach na napoje w skafandrach. To zbyt mało na planowane, dłuższe spacery kosmiczne na Księżycu, które mogą trwać dziesięć godzin, a w nagłych wypadkach nawet do 24 godziny
- powiedziała Sofia Etlin, z Cornell University oraz pierwsza autorka badania.
Astronauci zwrócili się również do naukowców i inżynierów z prośbą o skrócenie czasu potrzebnego na napełnienie i odgazowanie worków z napojami w przyszłych skafandrach kosmicznych oraz o dodanie osobnego zapasu bezkofeinowego napoju energetycznego.
Pięć minut i mamy wodę z moczu
Efektem pracy badaczy jest urządzenie do zbierania moczu, w skład której wchodzi bielizna wykonana z wielu warstw elastycznego materiału. Łączy się ona z kubkiem do zbierania moczu (o innym kształcie i rozmiarze dla kobiet i mężczyzn) z formowanego silikonu, aby dopasować się do genitaliów.
Wewnętrzna powierzchnia kubka zbierającego jest wyłożona mikrofibrą poliestrową lub mieszanką nylonu i spandexu, aby odciągnąć mocz od ciała w kierunku wewnętrznej powierzchni kubka, skąd jest on zasysany przez pompę próżniową. Materiał, połączony jest z absorbującym hydrożelem, reaguje na wilgoć, aktywując pompę.
Po zebraniu mocz jest kierowany do systemu filtracji moczu, gdzie jest poddawany recyklingowi ze sprawnością 87 proc. poprzez dwuetapowy, zintegrowany system filtracji osmozy do przodu i odwróconej. Wykorzystuje on gradient stężenia do usuwania wody z moczu, a także pompę do oddzielania wody od soli.
Następnie oczyszczona woda jest wzbogacana w elektrolity i pompowana do worka na napoje w skafandrze, ponownie dostępnego do spożycia. Zebranie i oczyszczenie 500 ml moczu zajmuje tylko pięć minut.
Plecak high-tech
System, który integruje pompy sterujące, czujniki i ekran wyświetlacza ciekłokrystalicznego, jest zasilany baterią 20,5 V o pojemności 40 amperogodzin. Jego całkowity rozmiar wynosi 38 x 23 x 23 cm, a waga około 8 kg. Jest wystarczająco kompaktowy i lekki, aby można go było nosić na plecach skafandra kosmicznego.
Teraz, gdy prototyp jest już dostępny, nowy projekt będzie testowany w warunkach symulowanych, a następnie podczas rzeczywistych spacerów kosmicznych.
Podczas długich misji kosmicznych zasoby wody są niezwykle cenne. System zaprojektowany przez naukowców z Cornella pozwala na recykling wody bezpośrednio w kombinezonie astronauty, oszczędzając tym samym cenne zasoby i zmniejszając potrzebę transportu dodatkowej wody. To nie tylko innowacja technologiczna, ale także symbol postępu ludzkości w dążeniu do odkrywania kosmosu.
