Во время работы в открытом космосе астронавты пьют воду из специального баллона. В нем находится менее литра жидкости, что может быть недостаточно в условиях длительного пребывания в космическом пространстве. Группа ученых из США нашла способ решить эту проблему. Исследователи разработали систему сбора и фильтрации мочи для скафандров, которая перерабатывает урину в чистую воду.
Современная система удаления отходов, которая используются в некоторых скафандрах для внекорабельной деятельности, состоит из одноразового подгузника (Maximum Absorbency Garment, MAG). Этот подгузник собирает мочу и кал астронавтов во время выхода в открытый космос, который иногда длится до восьми часов. После возвращение на борт МКС MAG выбрасывают — складируют в специальный контейнер на грузовом космическом корабле, который затем вместе с мусором сгорает в атмосфере.
Длительное накопление отходов жизнедеятельности в скафандрах может привести к проблемам с гигиеной, включая инфекции мочевыводящих путей и желудочно-кишечные расстройства. Кроме того, перед использованием подгузника, главным образом перед сложным выходом в открытый космос, астронавты ограничиваются низкокалорийной диетой, что создает риски для их здоровья. Недостаток калорий в организме снижает мозговую активность, что приводит к заторможенности реакций и снижению работоспособности.
Еще одна проблема — питьевая вода. Скафандры для внекорабельной деятельности оборудованы баллонами, вмещающими лишь 0,95 литра питьевой воды. Для частых и длительных выходов в открытый космос, особенно во время работы вдали от станции или космического корабля, такого объема жидкости может быть недостаточно.
Инженеры из разных стран мира пытаются разработать систему, которая бы решала сразу две эти проблемы: гигиены и нехватки питьевой воды. Один из вариантов предложили американские ученые под руководством Крис Мейсон (Chris Mason) из Корнельского университета в Нью-Йорке. Исследователи создали восьми килограммовое устройство для скафандров размером с коробку для обуви, которое собирает и перерабатывает мочу в питьевую воду с 87-процентной эффективностью. Технология работает на основе двухступенчатой системы обратного осмоса. Что касается оставшихся 13 процентов жидкости, она не перерабатывается и остается в фильтрах.
Статья по теме: Будущее, которое не наступило. Аполлон-1: невыполненная миссия
Очищенная вода поступает в баллоны и готова к употреблению. Технология американских ученых сможет обеспечить бесперебойную подачу питьевой воды во время работы в открытом космосе. Подробнее с открытием ученых можно ознакомиться в статье, опубликованной в журнале Frontiers in Space Technologies.
По словам авторов научной работы, в их системе используется такая же техника фильтрации как и на МКС. На космической станции, конкретно в американском сегменте, стоит установка, позволяющая получать воду из урины и пота, однако оборудование слишком громоздкое и не поместится в скафандр.
Пока ученые решили задачу получения воды из мочи. Нерешенным остается вопрос с калом. Инженеры еще не придумали, как именно лучше это сделать.
«Добыча воды из кала — меньшее из двух зол, поскольку астронавты часто утверждают, что в открытом космосе могут сдерживаться часами» —, пояснила Мейсон.
Статья по теме: Титан или Марс? Какой из миров лучше подходит для колонизации?
Устройство американских инженеров пока представляет собой лишь прототип, испытанный в лаборатории. Опыты с людьми начнутся в ноябре 2024 года. По словам исследователей, их система может быть встроена в новые версии скафандров, которые планируется создать для предстоящих полетов NASA на Луну во время миссии «Артемида» (Artemis).
В 2023 году NASA заключило контракт с частной компанией Axiom Space на создание новых скафандров. В том же году Axiom Space показала прототип скафандра для работы на лунном южном полюсе. Однако пока неизвестно как такие «костюмы» будут справляться с человеческими отходами и обеспечением питьевой воды. Об этом компания ничего не рассказала.