Как в космосе перерабатывается вода?
«Журнал капитана, звездная дата 9529.1. Смело перерабатывать воду там, где никто раньше не перерабатывал.» Новая информация Европейского космического агентства показала, как астронавты на борту Международной космической станции пытаются вернуть каждую каплю воды, какую могут.
Заполните форму для получения консультации специалиста по водоподготовке
Каждая капля имеет значение
Европейское космическое агентство (ESA) опубликовало новую информацию о том, как астронавты восстанавливают воду на борту Международной космической станции (МКС). Отправка воды в космос невероятно дорога: SpaceX взимает $2 500 за каждый фунт (0,45 кг) груза, плюс обязательные $1,1 миллиона за 440 фунтов (200 кг). В результате астронавты на МКС иногда получают пакет с водой объёмом примерно 40 литров.
Потребности станции в подаче воды были снижены за счёт ошеломляющих 1600 галлонов. Таким образом, МКС использует высокоэффективный замкнутый контур для извлечения как можно большего количества воды.
Водоочистная станция (WPA) может ежедневно производить до 36 галлонов питьевой воды из пота, дыхания и мочи экипажа. Установленная в 2008 году, потребность станции в подаче воды была снижена на 1600 галлонов.
Необходимость закрыть водяной цикл
В 2017 году WPA МКС был модернизирован с использованием мембран обратного осмоса, чтобы снизить массу пополнения многофильтрационного слоя WPA и улучшить катализатор для каталитического реактора WPA для снижения рабочей температуры и давления.
Более недавно, в 2021 году, МКС была дополнительно модернизирована с установкой рассолового процессора (BPA). Это помогло отфильтровать больше соли из мочи астронавтов, чтобы увеличить количество очищенной воды по сравнению с исходным фильтром.
Хотя WPA обновлялась за эти годы, NASA заявила, что ещё далеко до безопасной транспортировки экипажей через межпланетное пространство без необходимости поднимать пресную воду. «Чтобы покинуть низкую околоземную орбиту и обеспечить долгосрочные исследования вдали от Земли, нам нужно закрыть водяной цикл», — сказала Кейтлин Майер, заместитель руководителя проекта по системам жизнеобеспечения передовых исследовательских систем в Космическом центре Джонсона NASA в Хьюстоне.
От отходов к ресурсу
Эти обновления для МКС довели уровень восстановления мочи WPA до 87 процентов. «Современные системы сбора мочи используют дистилляцию, которая образует рассол. [BPA] примет этот водосодержащий сточные воды и извлечёт оставшуюся воду», — сказала Майер.
Постобработанная моча смешивается с восстановленным конденсатом и снова проходит через WPA, обеспечивая общий запас воды в 93,5 процента.
Путь к Марсу и замкнутый цикл
Для безопасного добраться до Марса NASA рассчитывает, что требуется скорость рекультивации не менее 98 процентов. Но хотя самостоятельные путешествия на Марс могут быть через несколько лет, NASA относится к воде серьёзно.
В 2020 году стартап по биомониторингу Orb получил нераскрытый грант от NASA на разработку неразрушительного мониторинга микробной воды в реальном времени для кабин космических аппаратов. В то время Лоренцо Фальцарано, генеральный директор Orb, сказал: «Нет более распространённого примера замкнутого цикла воды, чем космическая станция. Утренняя моча — завтрашний кофе!»
Кроме того, несмотря на уже действующие системы рециркуляции воды на МКС, японские инженеры стремятся повысить энергопотребление, вес и размеры технологий.
Ключевой вывод: Переработка воды в космосе — критически важная технология для долгосрочных миссий. МКС достигает 93,5% восстановления воды, но для полётов на Марс необходимо 98%. Каждый компонент системы жизнеобеспечения работает на пределе возможностей, чтобы каждая капля воды была использована повторно.
КАТАЛОГ ОБОРУДОВАНИЯ
Установки двухступенчатого обратного осмоса
Мембранные дистилляторы серийного производства в наличии на складе
Установки ультрафильтрации
Системы ультрафильтрации для удаления примесей размером свыше 0,01 мкм
Опреснители морской воды
Высоконапорный обратный осмос для опреснения морской воды. Серийные системы в наличии на складе