Космічний туалет сечу переробляють в питну воду - bbc російська служба
Крім своїх основних функцій, туалет на борту Міжнародної космічної станції (МКС) забезпечує екіпаж питною водою. Але поки система очищення працює не так добре, як планувалося. Кореспондент BBC Future досліджував проблему.
У Дженніфер Прюітт, мабуть, одна з найбільш незвичайних посад в американському космічному агентстві НАСА, а то й у всій космічної галузі.
Вона - провідний інженер по перетворенню сечі в питну воду.
"Назва посади - одна з тих речей, які мені подобаються в моїй роботі, - каже Прюітт, не приховуючи гордості. - У світі не так вже й багато людей, які займаються даною проблемою".
Прюітт працює над удосконаленням системи регенерації води на борту МКС. Її лабораторія розташована в Центрі космічних польотів імені Джорджа Маршалла в м Хантсуілл, штат Алабама. Завдання Прюітт - знайти найбільш ефективний спосіб переробки сечі астронавтів в питну воду.
Наша сеча на 95% складається з води (решта - продукти життєдіяльності організму). Чим більше води вдасться регенерувати з сечі, що надходить в два туалети на борту МКС, тим менше її потрібно доставляти з Землі дорогими рейсами вантажних кораблів.
У приймальні на вході в лабораторію Прюітт розташована невелика експозиція. На полиці виставлені склянки з сечею, що розрізняється за кольором - від звичайного світло-жовтого до коричневого і навіть чорного.
українська сеча з добавками
На мій подив, рідина в посудині з етикеткою "Попередньо оброблена американська сеча" набагато світліше, ніж в що стоїть поруч склянці з української сечею.
Я цікавлюся, в чому причина такої відмінності.
Незважаючи на те, що доводиться роками працювати з сечею, це все одно дуже цікава робота Дженніфер Прюітт
"З Украінанамі все в порядку, - заспокоює мене Прюітт. - Їх сеча не відрізняється від нашої".
Насправді рідина чорнильно-чорного кольору - не чисто українська сеча, а з додаванням хімікатів, що використовуються в процесі її обробки.
"Ми не можемо використовувати для регенерації сечу в тому вигляді, в якому її постачають члени екіпажу МКС, - пояснює Прюітт. - До неї необхідно додати певні хімічні речовини, щоб запобігти її розпад, а також поширення бактерій".
Ця попередня обробка - тільки початок складного процесу, використовуваного НАСА для регенерації води на борту МКС. До витягнутої з сечі воді додається відфільтрована з повітря всередині станції волога - в основному у вигляді поту астронавтів. Потім ця рідина перетворюється в питну воду. За розрахунками НАСА, в ході 12-місячної експедиції на кожного члена екіпажу МКС в середньому має припадати по 730 літрів питної води, регенерованої з сечі і поту.
позаштатні засмічення
Але є одна проблема. У той час як система вилучення води з поту працює як належить (повторно використовується практично вся міститься в повітрі волога), продуктивність системи обробки сечі поки не відповідає очікуванням. У наземної лабораторії продуктивність становить 85%, тобто безповоротно втрачається всього 15% міститься в сечі води. А ось на борту МКС вдається витягувати лише 75%.
Правовласник ілюстрації Science Photo Library Image caption Через періодичних засмічень екіпажам МКС доводиться витрачати час на ремонт туалетів
"У космосі з кісток астронавтів вимивається кальцій. Ми не врахували в наших розрахунках, яким саме чином він виводиться з організму, - говорить Прюітт. - Як виявилося, значна частина втрачається кальцію виходить з сечею".
Це означає, що у сечі астронавтів у космосі інший хімічний склад, ніж у сечі добровольців з центру Маршалла, з якою працюють фахівці НАСА на Землі.
"З'ясувалося, що через підвищений вміст кальцію сеча вступає в реакцію з хімікатами, якими її обробляють, - каже Прюітт. - В результаті утворюється сульфат кальцію, відкладення якого засмічують систему і виводять її з ладу".
Можна уявити собі весь драматизм подібної ситуації - компанія з шести чоловік в замкнутому просторі на відстані в 400 км над поверхнею Землі і ... з непрацюючим санвузлом. Через періодичних засмічень екіпажам МКС доводиться витрачати час на ремонт туалетів, а на борт МКС доставляється більше води, ніж спочатку планувалося.
Але команда Прюітт знайшла вирішення цієї проблеми. За рахунок зміни складу хімікатів, що використовуються для обробки сечі, дослідники сподіваються підвищити ефективність системи регенерації води на МКС.
Для випробувань нового хімічного складу у Прюітт є робоча модель системи, розкладена на столі в гігантському ангарі Центру Маршалла, в якому НАСА розробляє і тестує системи життєзабезпечення. Транспарант, що звисає з одного з балок під дахом, інформує відвідувачів про те, що лабораторія "рятує життя астронавтів з 1973 р".
Як працює система очищення
Система обробки сечі - двомірна копія тієї, що працює на орбіті - являє собою переплетення труб, насосів та проводів, приєднаних до величезного баку з попередньо обробленої сечею, що нагадує за кольором колу. Прюітт розповідає мені про принцип роботи побульківать машини.
"Всі елементи системи розкладені горизонтально, щоб мінімізувати вплив гравітації, - пояснює вона. - Насоси працюють за принципом стравоходу - скорочуючись, вони проганяють рідина по системі".
Правовласник ілюстрації Science Photo Library Image caption У космосі з кісток астронавтів вимивається кальцій
Ми спостерігаємо за тим, як сеча просувається по одній з прозорих труб до найбільшого судині у всій системі, розміром з домашню духовку. Вакуумний насос відсмоктує з ємності повітря. При зниженні тиску всередині судини падає точка кипіння рідини. Це означає, що з сечі можна виділяти воду, не нагріваючи її.
Частина, що залишилася після первинної дистиляції рідина знову посилається в систему, щоб витягти з неї максимальну кількість води. В результаті процесу утворюються концентрований солоний осад і чиста вода. На борту МКС осад упаковують і поміщають разом з іншим сміттям в використаний вантажний корабель, який потім згорає при вході в земну атмосферу. А вийшла воду можна знову пити.
"Це чистісінька вода, - каже Прюітт. - Вона чистіше будь-якої води, доступної на Землі".
Однак перш ніж астронавти зможуть спробувати цю надчистих воду, вона додатково обробляється для того, щоб запобігти поширенню бактерій. У воду додають йод, що надає їй легкий присмак лікарні. "Це не так жахливо, потрібно просто звикнути", - говорить Прюітт.
Уже через кілька місяців - після серії випробувань - інженери НАСА розраховують впровадити нову формулу хімікатів на МКС. Таким чином, сподіваються вони, вдасться довести обсяг регенерируемой в космосі води до лабораторного рівня.
Тим часом команда Прюітт продовжує роботу над удосконаленням системи.
"Не дивлячись на те, що доводиться роками працювати з сечею, це все одно дуже цікава робота", - говорить вона.