211service.com
Renad urin i rymden
Ett nytt omfattande livsuppehållande system för den internationella rymdstationen (ISS) fokuserar på ett vattenåtervinningssystem vars specialdesignade filter och kemiska processer renar avfallsvätskor – särskilt astronauternas urin och svett – så att de blir uppfriskande, drickbart vatten.
Säker att dricka: NASA:s nya vattenåtervinningssystem – visat här i ett ställ för transport till rymdstationen – kan omvandla avloppsvatten, inklusive astronauters urin, till drickbart vatten genom att använda specialdesignade centrifuger, filter och kemiska processer.
Systemet, som kan producera 2 800 liter vatten per år, är fundamentalt viktigt eftersom det tillåter ISS att hysa sex besättningsmedlemmar, upp från tre, och minskar hur mycket färskvatten som dyrt måste sprängas bort från jorden inuti rymdfärjan, säger Bob Bagdigian, projektledaren för ISS livsuppehållande system projekt, som inkluderar vattenåtervinningssystemet.
Det är en kritisk del för stationens nästa liv, säger Mary Beth Edeen, chef för maskinvaruprojektkontoret vid NASA:s Johnson Space Center i Houston. Det är som ett avloppsreningsverk och ett vattenreningsverk i ett. Ett sådant system skulle vara en nyckel till framtida mänskliga resor till månen och, en dag, till Mars.
Systemet utvecklades vid NASAs Marshall Space Flight Center i Huntsville, AL. Den gick i omloppsbana i november ombord på rymdfärjan Strävan och installerades i U.S. Destiny Laboratory på ISS. Det testas för närvarande - prover samlades in och returnerades till jorden med skytteln för analys - och förväntas vara fullt operativ i maj 2009.
Systemet är mest anmärkningsvärt för sin förmåga att förvandla en astronauts urin till drickbart vatten. Destillering av urin i rymden med frånvaro av gravitation är en betydande utmaning, säger Bagdigian. För att kompensera för mikrogravitationsmiljön utvecklade NASA-ingenjörerna ett centrifugliknande förbehandlingssystem.
I det här systemet leds urinen in i en roterande trumma som snurrar i höga hastigheter och utvinner vattenånga, som sedan komprimeras i en mycket energieffektiv destillationsprocess, säger Bagdigian. Resultatet är vad NASA kallar ett renat urindestillat, men det är ännu inte tillräckligt rent för astronauter att dricka.
Detta destillat kombineras sedan med de andra källorna till avloppsvatten, inklusive fukt – utvunnen från kabinluften – som producerades av astronauternas svett och andetag. Det kombinerade avloppsvattnet leds genom en partikelfiltrering och genom bäddar av absorberande material och andra processer som liknar de som används i kommersiella, färdiga vattenreningssystem.
I ett sista steg, för att befria vattnet från de återstående organiska föroreningarna, strömmar det genom en högtemperaturkatalytisk oxidationsprocess. Vattnet värms upp och syre injiceras för att oxidera föroreningarna till antingen koldioxid eller andra gaser som lättare kan avlägsnas. Och för gott mått, tillsätter NASA jod till vattnet för att hålla mikrober på avstånd.
För att säkerställa att det fungerar korrekt kommer systemet kontinuerligt att samla in prover av dricksvattnet och skicka tillbaka dem till jorden för testning på framtida skytteluppdrag.
Systemet är det första som renar urin i rymden; ryssarna har ett liknande, men mindre, vattenbehandlingssystem som bara kan behandla vattnet som kommer från fukt i kabinen.
Det nya systemet är en del av en plan för att utöka antalet besättningsmedlemmar som tillräckligt kan leva på ISS utan att vara starkt beroende av förnödenheter från jorden. När rymdfärjorna går i pension – för närvarande planerad till 2010 – kommer skyttelbytena att ha begränsad nyttolastkapacitet.
Vattenbehandlingssystemet är en liten men grundläggande del av NASA:s ISS makeover. NASA skickade också nya bostäder för besättningen och träningsutrustning.
Bagdigian säger att ingenjörerna redan ser framåt på hur vattensystemet skulle kunna fungera längre ut i rymden. Vi planerar att etablera en permanent närvaro på månen, förklarar han. Denna nya hårdvara kommer att ge oss operativ erfarenhet av regenerativa livsuppehållande system så att vi vet vad som fungerar bra och vilka delar vi kan förbättra.