Il successo dipende da una migliore tecnologia di riciclo della pipì degli astronauti
Secondo questo articolo, con l’aiuto di una tecnica che potrebbe far rabbrividire, gli astronauti a bordo della Stazione Spaziale Internazionale sono riusciti a recuperare il 98% dell’acqua utilizzata raggiungendo il picco del riciclo della pipì degli astronauti.
La realizzazione del riciclo dell’acqua è una cosa significativa per le missioni spaziali in orbita bassa che cercano di soddisfare le esigenze fondamentali degli astronauti senza bisogno di missioni di rifornimento. Si tratta di riutilizzare o rinnovare risorse come cibo, aria e acqua.
Ogni membro dell’equipaggio della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) ha bisogno di circa un litro d’acqua al giorno per bere, mangiare e per l’igiene personale. Il tasso di recupero ideale dell’acqua per le missioni più lunghe è del 98% dell’acqua iniziale che il personale porta con sé nello spazio.
“Questo è un passo avanti molto importante nell’evoluzione dei sistemi di supporto vitale”, ha dichiarato Christopher Brown, membro del team del Johnson Space Center che gestisce i sistemi di supporto vitale sulla ISS. “Supponiamo che il lancio avvenga con 45 kg di acqua. Se ne perdono due chili e il restante 98% continua a girare e girare. Mantenerlo in funzione è un risultato davvero impressionante”.
Il cuore del recupero dell’acqua è stata raggiunta dall’Environmental Control and Life Support System (ECLSS) durante una dimostrazione del migliorato Urine Processor Assembly (UPA), che recupera l’acqua dall’urina utilizzando la distillazione sotto vuoto.
L’ECLSS è composto da una serie di componenti hardware, come il Water Recovery System che raccoglie le acque reflue e sofisticati deumidificatori che estraggono l’umidità dall’aria della ISS grazie al respiro e al sudore dei membri dell’equipaggio. Il Water Processor Assembly (WPA), che crea acqua potabile, riceve l’acqua raccolta.
Il componente UPA dell’ECLSS distilla l’urina, ma un sottoprodotto di questa operazione è l’acqua salata, che contiene ancora acqua non utilizzata. Per rimuovere quest’ultima parte di acqua di scarico, l’UPA è stato dotato di un gruppo di processamento dell’acqua salata (BPA). Il BPA ha portato l’ECLSS all’obiettivo del 98%, dimostrando al contempo la sua funzionalità nella microgravità dello spazio.
“Prima del BPA, il nostro recupero totale dell’acqua si aggirava tra il 93 e il 94%”, ha dichiarato Jill Williamson, responsabile dei sottosistemi idrici dell’ECLSS. “Ora abbiamo dimostrato di poter raggiungere un recupero totale dell’acqua del 98%, grazie al processore dell’acqua salata”.
Il BPA utilizza l’acqua salina creata dall’UPA e la introduce nell’aria secca che ne fa evaporare il contenuto d’acqua facendola passare attraverso una serie di membrane specifiche. I deumidificatori ECLSS possono essere utilizzati per catturare l’aria umida che ne deriva, paragonabile al respiro dei membri dell’equipaggio della ISS.
Le acque reflue vengono trattate dal WPA, come le altre acque reflue raccolte, utilizzando una serie di filtri specializzati e un reattore catalitico per rimuovere eventuali tracce di contaminanti. L’acqua viene poi analizzata per verificarne la purezza mediante sensori e i campioni che non soddisfano gli standard vengono restituiti per un ulteriore trattamento. L’acqua accettabile viene trattata con iodio per bloccare la formazione di microrganismi e viene poi conservata per essere utilizzata in seguito dall’equipaggio.
Quindi, se la domanda che ci si pone è: “I nostri astronauti bevono urina nello spazio?“. La risposta è ovvia: assolutamente no. L’equipaggio sostiene che l’acqua generata a bordo della ISS è davvero superiore a quella generata dai sistemi idrici municipali sulla Terra.
“Il trattamento è fondamentalmente simile a quello di alcuni sistemi di distribuzione dell’acqua terrestri, solo che avviene in microgravità”, ha sottolineato Williamson. “L’equipaggio non sta bevendo urina; sta bevendo acqua che è stata recuperata, filtrata e pulita in modo tale da essere più pulita di quella che beviamo qui sulla Terra”.
“Abbiamo messo in atto molti processi e fatto molti test sul campo per avere la certezza che stiamo producendo acqua pulita e potabile”, ha aggiunto Williamson.
I sistemi ECLSS sono rigorosamente testati per assicurarsi che funzionino come previsto e per dimostrare che ogni componente può durare a lungo senza bisogno di manutenzione o di parti di ricambio.
Il traguardo del 98% è incoraggiante per le prossime missioni spaziali che prevedono viaggi con equipaggio su Marte e soggiorni prolungati sulla superficie lunare, durante i quali gli astronauti trascorreranno più tempo nello spazio.
“I sistemi ECLSS rigenerativi diventano sempre più importanti man mano che superiamo l’orbita terrestre bassa. L’impossibilità di effettuare rifornimenti durante l’esplorazione significa che dobbiamo essere in grado di recuperare tutte le risorse di cui l’equipaggio ha bisogno in queste missioni”, ha concluso Williamson. Meno acqua e ossigeno dobbiamo trasportare, più scienza può essere aggiunta al veicolo di lancio”. Sistemi di rigenerazione affidabili e robusti fanno sì che l’equipaggio non debba preoccuparsene e possa concentrarsi sul vero obiettivo della missione”.
