Tim istraživača predstavio je novi dizajn svemirskog odijela koji može pretvoriti urin astronauta u pitku vodu, čime se rješava često zanemareni, ali ključni problem hidracije i higijene tijekom svemirskih misija.
Inovacija inspirirana ‘Dinom’
U nedavno objavljenom radu u časopisu Frontiers in Space Technologies, istraživači su predstavili prototip sustava za prikupljanje i filtriranje urina unutar odijela, inspiriran “stilsuitovima” iz znanstveno-fantastičnog klasika Dine.
U filmskom serijalu “Dina”, stanovnici pustinjske planete Arrakis, poznati kao Fremen, nose odijela nazvana “stilsuits“. Ova odijela upijaju vlagu iz tijela i pretvaraju je u pitku vodu, omogućujući nositeljima da prežive u surovom pustinjskom okruženju tjednima.
Nadahnut ovim fikcionalnim odijelom, tim istraživača razvio je dizajn koji može stvoriti održiv i higijenski sustav za povrat vode astronautima koji rade u neprijateljskim uvjetima svemira.
“Sjećam se da sam oduvijek bila obožavateljica serijala Dina,” rekla je Sofia Etlin, istraživačica svemirske medicine i politike na Sveučilištu Cornell te suautorica studije, za Science News. “Izgradnja stvarnog stilsuita uvijek je bila moj san.”
Svemirske misije, posebno izvanbrodske aktivnosti (EVA), predstavljaju značajne izazove u upravljanju otpadom i hidrataciji. Trenutno astronauti koriste Maksimalno upijajuću odjeću (MAG), koja je zapravo odrasla pelena, za upravljanje otpadom tijekom svemirskih šetnji. Međutim, ova metoda ima nekoliko nedostataka, uključujući mogućnost infekcija urinarnog trakta, iritaciju kože i smanjenu izvedbu zbog dehidracije.
Tehnologija filtriranja urina
Povijesno gledano, astronauti su morali ograničiti unos hrane i oslanjati se na oko 950 ml vode iz pića unutar odijela (IDB) za hidrataciju tijekom EVA-a, koji mogu trajati do osam sati. Ova ograničena opskrba vodom i nezgrapan sustav za upravljanje otpadom zahtijevali su inovativna rješenja za poboljšanje udobnosti astronauta i učinkovitosti misije.
Novi dizajn svemirskog odijela razvijen na Sveučilištu Cornell uključuje sustav za prikupljanje i filtriranje urina koji koristi tehnologije naprijedne osmoze (FO) i obrnute osmoze (RO). Ovaj dvostruki proces filtracije učinkovito pretvara urin u pitku vodu, značajno poboljšavajući povrat vode i smanjujući ovisnost o unaprijed opskrbljenoj pitkoj vodi.
Sustav započinje prikupljanjem urina u silikonskoj čašici, posebno dizajniranoj za muške i ženske astronaute, kako bi se osiguralo čvrsto prianjanje i spriječilo curenje. Nakon prikupljanja, urin se prenosi u jedinicu za filtriranje pomoću vakuumske pumpe koju aktivira senzor vlage.
Prednosti novog sustava
FO-RO sustav zatim filtrira urin, uklanjajući kontaminante i proizvodeći čistu vodu. Pročišćena voda obogaćuje se elektrolitima i pumpa natrag u vrećicu za piće unutar odijela, čineći je dostupnom astronautu za konzumaciju.
Početna testiranja novog odjevnog predmeta za prikupljanje urina pokazala su obećavajuće rezultate, s značajnim poboljšanjima u udobnosti i pristajanju. Odijelo je izrađeno od fleksibilne, antimikrobne tkanine koja osigurava higijenu i smanjuje rizik od infekcija.
Filtracijski sustav pokazao je visoku učinkovitost u pretvaranju urina u pitku vodu, ispunjavajući ili premašujući cilj minimalnog povrata vode od 75%. Osim toga, proces troši manje od 10% energije mobilne jedinice za izvanbrodske aktivnosti (EMU).
Istraživači tvrde da bi njihov predloženi novi FO-RO filtracijski sustav mogao povratiti 86,8% vode, pružajući astronautima pouzdan izvor hidratacije tijekom dugotrajnih izvanbrodksih aktivnosti.
Planovi za budućnost
Iako se trenutni prototip fokusira na prikupljanje i filtriranje urina, buduće iteracije odijela mogu uključivati dodatne značajke za upravljanje otpadom kako bi se riješilo prikupljanje i zbrinjavanje fekalnih tvari. Istraživači također planiraju provesti daljnja testiranja u mikrogravitacijskim okruženjima kako bi osigurali održivost sustava za svemirske misije.
Istraživači vjeruju da FO-RO filtracijski sustav inspiriran Dinom predstavlja značajan korak naprijed u istraživanju svemira. Poboljšanjem upravljanja otpadom i hidratacijom, astronauti mogu održati bolje zdravlje i performanse tijekom misija.
Ova inovacija mogla bi biti posebno ključna za nadolazeće NASA-ine misije s posadom na Mjesec 2025. i 2026. te na Mars početkom 2030-ih. Ove misije uključuju produžene svemirske šetnje i ograničene resurse, čime je učinkovito upravljanje otpadom i povrat vode od esencijalne važnosti.
Visoki troškovi transporta zaliha u svemir također naglašavaju važnost ovakvih inovacija. Smanjenje potrebe za unaprijed opskrbljenom pitkom vodom može značajno smanjiti troškove misije i povećati održivost dugotrajnih svemirskih istraživanja.
Kako se svemirske agencije pripremaju za ambiciozne misije dubljeg istraživanja našeg Sunčevog sustava, inovacije poput ovog sustava za prikupljanje i filtriranje urina inspiriranog Dinom mogu igrati ključnu ulogu u osiguravanju sigurnosti astronauta i uspjeha misija.
Okrećući se znanstvenoj fantastici za inspiraciju, istraživači su napravili vizionarski korak prema ostvarivanju sna o održivom putovanju svemirom.
“Kao odgovor na poteškoće s kojima su se astronauti suočili u vezi s osobnom higijenom i radnom učinkovitošću tijekom EVA-a, dizajnirali smo novi sustav za prikupljanje i filtriranje urina za sljedeću generaciju svemirskih odijela,” napisali su istraživači. “Uz razumijevanje ograničenja prostora i kapaciteta baterija svemirskih odijela, tvrdimo da je kompromis za poboljšanu izvedbu i dovoljno vode u slučaju nepredviđenih situacija itekako vrijedan.”
