Будущие полеты в дальний космос с экипажем будут длиться месяцы или даже годы и будут сильно отличаться от всех предыдущих. До сих пор астронавты либо брали с собой припасы, либо полагались на регулярные визиты грузовых кораблей. Что касается отходов, то их просто утилизировали различными способами. К сожалению, миссии в дальнем космосе не могут позволить себе такой роскоши.
Миссия на Марс, например, может длиться два года. Это потребует достаточно много воды, чтобы принять воду на борт из расчета 4 литра в день на человека. Если на космическом корабле экипаж из четырех человек, то получается запасы воды на борту должны быть около девяти тонн воды.
Идеальный корабль должен иметь собственную экосистему, быть автономным, с возможностью рециркуляции воздуха и воды и выращивания собственной пищи. В качестве первого шага к этому на борту МКС NASA тестирует свою систему экологического контроля и жизнеобеспечения с компонентами восстановления воды.
Состоящая из системы рекуперации воды, узла обработки воды, узла обработки мочи и узла остаточного солевого раствора (рассола) мочи, система контроля и жизнеобеспечения восстанавливает и перерабатывает воду на космической станции с помощью серии этапов обработки мочи, а также пара от дыхания экипажа и пота, накапливающихся в воздухе, и затем очищает ее до уровня питьевой воды.
Сбор воды из воздуха относительно прост с помощью усовершенствованной системы осушения. Однако с мочой обращаться немного сложнее. Узел обработки мочи удаляет большую часть воды с помощью вакуумной дистилляции, в результате чего остается рассол мочи. Он поступает в систему обработки рассола, которая использует специальную мембранную технологию и обдувает рассол теплым сухим воздухом для испарения воды, которая извлекается таким же образом, как вода из дыхания.
Затем восстановленная вода пропускается через ряд фильтров и каталитический реактор для удаления загрязняющих веществ, поскольку датчики проверяют чистоту перед добавлением йода для уничтожения любых присутствующих микробов.
В результате уровень восстановления составляет 98%. Этого можно легко достичь на Земле, но система контроля и жизнеобеспечения может делать то же самое в условиях невесомости. Тем не менее, все еще существует проблема «сопротивления потребителей», которую НАСА пытается решить с астронавтами, не желающими употреблять такую воду в пищу.
Обработка отходов принципиально похожа на работу земных систем распределения воды, только выполняется в условиях микрогравитации. Экипаж не пьет мочу; астронавты пьют восстановленную воду, отфильтрованную и очищенную до уровня, превосходящего чистоту очистки на Земле. NASA внедрило множество процессов и провело множество наземных испытаний, чтобы удостовериться в том, что в итоге система жизнеобеспечения производит чистую питьевую воду.
Источник: NASA
