Skafandry kosmiczne inspirowane "Diuną". Zamienią mocz w wodę pitną
System filtracji zainstalowany w kombinezonach noszonych przez bohaterów kultowej powieści science fiction "Diuna" Franka Herberta, który zamienia mocz w wodę pitną, zainspirował naukowców do opracowania podobnego rozwiązania. Taki skafander mógłby umożliwić astronautom wykonywanie długich spacerów kosmicznych i zapewnić większy komfort oraz higienę niż obecne rozwiązanie.
Załatwianie potrzeb fizjologicznych w kosmosie to dość uciążliwe zadanie. Na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) odchody i mocz są odsysane. Panowie w przypadku tej drugiej potrzeby, mogą wykorzystać specjalny, osobisty lejek podłączony do rury z niewielką siłą ssącą. Ale podczas spacerów kosmicznych astronauci załatwiają swoje potrzeby w skafandrach. To niewygodne i niehigieniczne, a do tego jeszcze marnotrawstwo, bo woda z moczu nie jest odzyskiwana, a w przestrzeni kosmicznej wszelakie zasoby są niezwykle cenne.
Rozwiązaniem tych problemów byłyby skafandry, takie jak te noszone przez bohaterów powieści "Diuna", które wchłaniały i oczyszczały wodę traconą podczas pocenia się i oddawania moczu, a następnie przetwarzały ją na wodę pitną. Ta fantastyka może stać się rzeczywistością. Naukowcy z Cornell University w Nowym Jorku zaprezentowali niedawno prototyp nowatorskiego systemu zbierania i filtrowania moczu w skafandrach kosmicznych.
Szczegóły projektu ukazały się na łamach pisma "Frontiers in Space Technology" (DOI: 10.3389/frspt.2024.1391200).
Dalsza część artykułu pod materiałem wideo
Koniec z pieluchami?
Mocz i pot już są poddawane recyklingowi na pokładzie ISS. Odzyskuje się z nich wodę, która wykorzystywana jest do generowania tlenu. Jednak sprzęt, za pomocą którego można to wykonać, jest duży i nieporęczny i nie mieści się w skafandrze kosmicznym. Inaczej ma się sprawa podczas spacerów kosmicznych. Astronauci mają przy sobie litr wody i są wyposażeni w system MAG (Maximum Absorbency Garment), który poza fikuśną nazwą sprowadza się właściwie do dużej pieluchy. Po takim spacerze pieluchy trafiają do zbiornika z odpadkami, który zrzucany jest do atmosfery, spalając się.
MAG jest znany w środowisku astronautów. Wprowadzono go jeszcze w latach 70. ubiegłego wieku. To pielucha, tyle że wykonana z superchłonnego materiału. Skarg na to rozwiązanie jest wiele. Niektórzy astronauci ograniczają nawet spożycie pokarmów i napojów przed spacerami kosmicznymi, by ograniczyć wykorzystanie MAG. Poza tym, że jest niewygodny, to często przecieka, co może prowadzić do infekcji dróg moczowych.
- MAG podobno przeciekał i powodował problemy zdrowotne, takie jak infekcje dróg moczowych i problemy żołądkowo-jelitowe. Ponadto astronauci mają obecnie tylko litr wody w torbach na napoje w swoich skafandrach. Jest to niewystarczające na dłuższe spacery na Księżycu, które mogą trwać nawet do 24 godzin w nagłych wypadkach - powiedziała Sofia Etlin z Cornell University, współautorka badania.
Chris Mason z Cornell University twierdzi, że obecne rozwiązanie jest dobre w przypadku spacerów kosmicznych, które trwają tylko kilka godzin, ale rosnąca aktywność w kosmosie oznacza, że potrzebne będzie lepsze rozwiązanie. Mason wraz ze kolegami opracował urządzenie wielkości pudełka na buty, które może poddawać mocz recyklingowi.
Prototyp zbiera mocz, oczyszcza go i może zwrócić go astronautom pod postacią wody pitnej w ciągu pięciu minut. Twórcy skafandra mają nadzieję, że będzie można go wdrożyć przed końcem dekady w realizowanym przez NASA i partnerów programie Artemis
Skafander jak z "Diuny"
Proponowany system skafandra składa się z pojemnika z formowanego silikonu o innym kształcie i rozmiarze dla kobiet i mężczyzn. Znajduje się on w bieliźnie wykonanej z wielu warstw elastycznego materiału.
Silikonowe naczynie łączy się z pompą próżniową aktywowaną wilgocią, która automatycznie włącza się, gdy tylko astronauta zacznie oddawać mocz. Po zebraniu mocz jest kierowany do systemu filtracji, gdzie jest poddawany recyklingowi ze sprawnością 87 proc. System wykorzystuje zjawisko osmozy do usuwania wody z moczu, a także pompę do oddzielania wody od soli.
Według autorów, zebranie i oczyszczenie pół litra moczu zajmuje tylko pięć minut. Co więcej, oczyszczona woda może być wzbogacona o elektrolity i podana astronaucie jako napój energetyczny.
System ma wymiary 38 cm na 23 cm na 23 cm i waży około 8 kilogramów. Uznano, że jest na tyle kompaktowy i lekki, że można go przenosić na plecach skafandra. W ramach testów, na jesień 100 osób z Nowego Jorku będzie sprawdzać system pod kątem wygody i funkcjonalności.
Źródło: Frontiers, New Scientist, the Guardian, fot. Pixabay/ CC0
