Viitorul costum spațial inspirat de filmul „Dune” va recicla urina în apă potabilă
Un aspect fascinant al francizei SF „Dune” este echipamentul de supraviețuire purtat de Fremen, locuitorii deșertului – „stillsuits” care reciclează toate fluidele corporale în apă potabilă. Acum, o astfel de tehnologie pare să fie la orizont, cu oamenii de știință dezvăluind un prototip de costum spațial care transformă urina în apă potabilă, scriue CNN.
Necesitatea inovării în spațiu
Astronauții petrec perioade considerabile de timp în afara habitatului lor spațial, desfășurând activități extravehiculare (EVA). Între 2021 și 2023, au avut loc 37 de plimbări spațiale pentru experimente științifice sau reparații la Stația Spațială Internațională, fiecare durând în medie 6 ore și 26 de minute, potrivit unui studiu realizat de oamenii de știință de la Universitatea Cornell, publicat în jurnalul Frontiers in Space Technology.
În aceste perioade lungi, astronauții poartă costumele spațiale EVA albe, care conțin un articol de îmbrăcăminte cu absorbție maximă, practic scutece care colectează și conțin urina și fecalele. Acestea trebuie să fie capabile să conțină până la un litru de urină și 75 de grame de fecale pe zi pentru fiecare membru al echipajului. Însă, aceste costume EVA au fost proiectate acum mai bine de 40 de ani și NASA nu are în prezent planuri concrete de a le reînnoi sau înlocui.
Soluții moderne pentru provocări vechi
„Ai crede că în secolul 21, astronauții nu ar mai folosi scutece,” a declarat Sofia Etlin, autoarea principală a studiului și membru al personalului de cercetare la Mason Lab, Weill Cornell Medical College din New York.
Scutecele actuale pot absorbi eficient deșeurile, dar au fost dovedite a afecta sănătatea astronauților și a provoca disconfort. Astronauții au raportat scurgeri, imposibilitatea de a distinge între urină și transpirație, erupții cutanate și probleme de miros. De asemenea, membrii echipajului se confruntă cu riscuri medicale precum contaminarea încrucișată cu materii fecale, infecții ale tractului urinar și tulburări gastrointestinale, agravând accesul limitat la îngrijiri medicale.
Vedere a întregului sistem, purtat ca un rucsac. (Foto: Karen Morales/CNN)
Sistemul „Dune”
Pentru a „promova bunăstarea astronauților”, cercetătorii au proiectat un sistem inovator de colectare și filtrare a urinei în costum, denumit sistemul „Dune”. Acesta ar recicla urina folosind osmoza directă și inversă, un model utilizat de sistemul actual de gestionare a apelor reziduale de pe stația spațială, pentru a elimina contaminanții din urină și a o transforma în apă potabilă.
Un aspect al sistemului este un dispozitiv de colectare a urinei, care ar include o cupă din silicon, modelată diferit pentru bărbați și femei. Dispozitivul ar avea mai multe straturi de țesătură, inclusiv una antimicrobiană, pentru a permite colectarea rapidă a urinei de la corp către suprafața exterioară a cupei, de unde poate fi pompată, reducând riscul de expunere prelungită la urină.
Lichidul ar intra apoi în sistemul de filtrare, un aparat în două etape care separă apa din urină într-o soluție de sare, urmată de o pompă care separă apa pură de sare. Autorii studiului au propus că un volum de 500 mililitri de urină ar putea fi procesat în mai puțin de cinci minute, cu reciclarea eficientă a mai mult de 86,8% din acesta în apă potabilă.
Apa ar fi apoi pompată în punga de băut din costum, unde ar fi reumplută cu electroliți și, eventual, carbohidrați pentru nevoile de nutriție și energie. Întregul aparat ar fi amplasat într-un buzunar care ar putea fi montat pe spatele unui costum EVA, adăugând 8 kilograme la greutatea totală.
Costumele spațiale reimaginate
Etlin a afirmat că acesta este un „moment de vârf” pentru dezvoltarea acestei tehnologii, deoarece „costumele spațiale așa cum le știm sunt reimaginate”. Deși NASA a anulat contractul cu Collins Aerospace pentru costumele spațiale pentru ISS, aceasta are încă un contract de aproape 230 milioane de dolari pentru a dezvolta costume spațiale lunare cu compania Axiom Space din Houston.
Proiectate pentru a oferi o mai bună flexibilitate și mișcare, vizibilitate și izolare îmbunătățite, precum și un sistem portabil de suport vital, aceste costume ar putea juca un rol crucial în misiunea Artemis III a NASA, care urmărește să aducă astronauții pe lună mai târziu în acest deceniu.
Imaginea de mai sus prezintă prototipul cupei de colectare a urinei pentru bărbați. (Foto: Luca Bielski/CNN)
O necesitate pentru misiuni viitoare
Cu toate acestea, chiar și aceste costume noi încă utilizează scutecele tradiționale, conform lui Etlin. „În misiunile Artemis, astronauții ar putea fi acolo ore întregi sau ar putea exista scenarii de urgență în care trebuie să se întoarcă la bază, dar roverul lor s-a defectat. Există tot felul de scenarii de contingență în care ai nevoie de apă și de un sistem de gestionare a deșeurilor care nu este limitat la capacitatea unui scutec,” a spus ea.
Pe lângă programul Artemis, care urmărește să aducă pentru prima dată o femeie și o persoană de culoare pe lună, cursa pentru Marte este în plină desfășurare, unde apa potabilă ar fi un lux indispensabil.
Aceste inovații ar putea transforma semnificativ modul în care astronauții gestionează resursele esențiale și își desfășoară activitățile în spațiu, inspirându-se din tehnologia imaginată în filmele SF precum „Dune”.