حقق رواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية معدل استرداد 98٪ من المياه في اختراق تم تحقيقه من خلال طريقة قد تجعل ضعف القلب شديد الحساسية قليلاً: فقد وصلوا إلى ذروة إعادة تدوير تبول رواد الفضاء.
يعد إنجاز إعادة تدوير المياه معلمًا مهمًا لبعثات الفضاء في المدار المنخفض والتي تهدف إلى توفير الاحتياجات الأساسية لرواد الفضاء دون مهمات إعادة الإمداد. هذا يعني إعادة تدوير أو تجديد أشياء مثل الطعام والهواء والماء.
فيما يتعلق بمحطة الفضاء الدولية (ISS) ، يحتاج كل فرد من أفراد الطاقم إلى حوالي جالون من الماء يوميًا للشرب وإعداد الطعام واستخدامات النظافة مثل تنظيف الأسنان بالفرشاة. كان الهدف المثالي من ناحية المياه هو استعادة 98٪ من المياه الأولية التي تأخذها أطقم العمل إلى الفضاء معهم في بداية المهمات الأطول.
قال كريستوفر براون ، وهو جزء من فريق مركز جونسون للفضاء الذي يدير أنظمة دعم الحياة في محطة الفضاء الدولية ، في إفادة. “لنفترض أنك بدأت باستخدام 100 رطل من الماء. لقد خسرت 2 رطل من ذلك ، و 98٪ الآخرون يستمرون في التنقل والتنقل. الحفاظ على هذا الجري هو إنجاز رائع حقًا.”
متعلق ب: يمكن أن تساعد خريطة مياه القمر الأولى رواد فضاء Artemis على العيش في القطب الجنوبي للقمر
تم تحقيق معلم استعادة المياه من خلال نظام التحكم البيئي ودعم الحياة (ECLSS) خلال عرض توضيحي لتجميع معالج البول المحسن (UPA) ، والذي يستعيد الماء من البول باستخدام التقطير الفراغي.
يتكون ECLSS من مجموعة من الأجهزة ، بما في ذلك نظام استعادة المياه الذي يجمع مياه الصرف الصحي ومزيلات الرطوبة المتقدمة التي تلتقط الرطوبة من هواء محطة الفضاء الدولية نتيجة تنفس الطاقم وعرقهم. يتم إرسال هذه المياه المجمعة إلى مجموعة معالج المياه (WPA) ، والتي تنتج بعد ذلك مياه صالحة للشرب.
يقوم عنصر UPA الخاص بـ ECLSS بتقطير البول ، ولكن يتم إنتاج محلول ملحي كمنتج ثانوي لهذه العملية ، والذي لا يزال يحتوي على بعض الماء غير المستخدم. تمت إضافة مجموعة معالج محلول ملحي (BPA) إلى UPA لاستخراج مياه الصرف المتبقية. أثناء إظهار عملياتها في الجاذبية الصغرى للفضاء ، دفعت BPA ECLSS إلى هدف 98٪.
قال جيل ويليامسون ، مدير أنظمة المياه الفرعية في ECLSS: “قبل اتفاقية شراكة العمليات ، كان إجمالي استرجاع المياه لدينا يتراوح بين 93 و 94٪ بشكل عام”. “لقد أظهرنا الآن أنه يمكننا الوصول [a] استرداد إجمالي للمياه بنسبة 98٪ بفضل معالج المحلول الملحي “.
يأخذ BPA محلول ملحي تم إنشاؤه بواسطة UPA ويمرره عبر سلسلة من الأغشية الخاصة التي تدخله لتحذير الهواء الجاف الذي يبخر محتواه المائي. ينتج عن هذا تكوين هواء رطب لا يختلف عن أنفاس أعضاء طاقم محطة الفضاء الدولية ، ويمكن جمع ذلك بواسطة مزيلات الرطوبة ECLSS.
مثل المياه العادمة المجمعة الأخرى ، تتم معالجة هذا بواسطة WPA بسلسلة من المرشحات المتخصصة والمفاعل الحفزي الذي يكسر أي ملوثات قد تبقى. تتحقق المستشعرات بعد ذلك من نقاء الماء بالماء الذي لا يفي بالمعايير التي يتم إرسالها مرة أخرى لإعادة المعالجة. يضاف اليود إلى المياه المقبولة لمنع نمو الميكروبات ، ثم يتم تخزين الماء للطاقم لاستخدامه في وقت لاحق.
قصص ذات الصلة
كيف يعزز بول رائد الفضاء المعاد تدويره السفر في الفضاء السحيق في المستقبل؟ كيف تتبول في الفضاء – وماذا تفعل إذا تعطل المرحاض؟
إذا كان هذا يثير السؤال ، “هل يشرب رواد الفضاء البول في الفضاء؟” الجواب واضح. بالطبع لا. يشير الفريق إلى أن المياه المنتجة على متن محطة الفضاء الدولية ، في الواقع ، تفوق ما تنتجه أنظمة المياه البلدية هنا على الأرض.
وأشار ويليامسون إلى أن “المعالجة تشبه بشكل أساسي بعض أنظمة توزيع المياه الأرضية ، والتي تتم في ظروف الجاذبية الصغرى”. “الطاقم لا يشرب البول ؛ إنهم يشربون المياه التي تم استصلاحها وتصفيتها وتنظيفها بحيث تكون أنظف مما نشربه هنا على الأرض”.
وأضاف ويليامسون: “لدينا الكثير من العمليات والكثير من الاختبارات الأرضية لتوفير الثقة بأننا ننتج مياهًا نظيفة وصالحة للشرب”.
يتم اختبار أنظمة ECLSS بعناية للتأكد من أنها تعمل على النحو المنشود ولإثبات أن كل عنصر يمكن أن يعمل على المدى الطويل دون الحاجة إلى الكثير من الصيانة أو قطع الغيار البديلة.
يعد معلم 98 ٪ خطوة إيجابية لبعثات الفضاء المستقبلية التي ستشهد قضاء رواد الفضاء وقتًا أطول في الفضاء أثناء الإقامات الطويلة على سطح القمر والبعثات المأهولة إلى المريخ.
وخلص ويليامسون إلى أن “أنظمة ECLSS المتجددة أصبحت أكثر أهمية من أي وقت مضى مع تجاوزنا المدار الأرضي المنخفض. ويعني عدم القدرة على إعادة الإمداد أثناء الاستكشاف أننا بحاجة إلى أن نكون قادرين على استعادة جميع الموارد التي يحتاجها الطاقم في هذه المهام”. “كلما قل الماء والأكسجين الذي يتعين علينا شحنه ، زاد العلم الذي يمكن إضافته إلى مركبة الإطلاق. وتعني الأنظمة التجديدية الموثوقة والقوية أن الطاقم لا داعي للقلق بشأنه ويمكنه التركيز على الهدف الحقيقي لمهمته . “