Ученые разработали футуристический скафандр, который может перерабатывать мочу в питьевую воду. Вдохновленная костюмами из научно-фантастического сериала «Дюна», эта инновация может позволить астронавтам совершать длительные выходы в открытый космос во время будущих лунных миссий.
Прототип, разработанный группой исследователей из Корнельского университета, собирает, очищает и возвращает мочу астронавту через питьевую трубку всего за пять минут. «Конструкция включает в себя внешний вакуумный катетер, ведущий к комбинированной установке прямого и обратного осмоса, обеспечивающей непрерывную подачу питьевой воды с несколькими механизмами безопасности для обеспечения нормального состояния астронавтов«, — объясняет София Этлин, соразработчик костюма.
Эта новинка может быть использована до конца десятилетия в рамках программы НАСА «Артемида», направленной на изучение жизни и работы на другой поверхности планеты. Миссия «Артемида III», запланированная на 2026 год, должна доставить экипаж на Южный полюс Луны, а в 2030-х годах планируется запуск пилотируемых миссий на Марс.
В настоящее время моча и пот уже перерабатываются на борту Международной космической станции (МКС), но эта новая система выделяется своим непосредственным применением во время выходов в открытый космос. «В настоящее время астронавты имеют один литр воды во встроенных в скафандр сумках для питья, чего недостаточно для длительных лунных выходов в космос, продолжающихся до 10 часов или даже 24 часов в экстренных случаях«, — объясняет Этлин.
Нынешнее решение по утилизации отходов, Maximum Absorbency Garment (MAG), часто критикуют за частые протечки и дискомфорт. Этлин, который в ходе своего исследования опрашивал астронавтов, обнаружил, что системы MAG протекают, неудобны и негигиеничны, из-за чего некоторые астронавты ограничивают прием пищи и напитков перед выходом в открытый космос, а другие жалуются на инфекции мочевыводящих путей.
Новая система состоит из силиконовой чашечки, отформованной под гениталии, разной формы и размера для мужчин и женщин, помещенной в нижнее белье из нескольких слоев эластичной ткани. Чашка подключена к активируемому влагой вакуумному насосу, который включается, как только астронавт начинает мочиться. После сбора моча направляется в систему фильтрации, которая перерабатывает ее в воду с эффективностью 87 %. Система использует осмос для извлечения воды из мочи и насос для отделения воды от соли.
Процесс сбора и очистки 500 мл мочи занимает всего пять минут. Очищенная вода может быть обогащена электролитами и возвращена астронавту в виде энергетического напитка. Система имеет размеры 38 см x 23 см x 23 см и весит около 8 кг, она достаточно компактна и легка, чтобы носить ее на спине скафандра.
«Наша система может быть протестирована в условиях имитации микрогравитации, поскольку микрогравитация является основным космическим фактором, который необходимо учитывать«, — объясняет профессор Кристофер Мейсон, ведущий автор исследования, представляющего технологию и результаты которого опубликованы в журнале Frontiers in Space Technology. Этой осенью 100 добровольцев будут тестировать систему, чтобы оценить ее удобство и функциональность.
Эта инновация может не только улучшить условия жизни астронавтов во время космических полетов, но и проложить путь к созданию подобных технологий на Земле, особенно в засушливых районах, где не хватает питьевой воды.