Учени разкриват прототип на система за скафандри, която рециклира урината като питейна вода

име= " записка на редактора " class= " editor-note inline-placeholder vossi-editornote-primary-core-light " data-article-gutter= " true " > Регистрирайте се за научния бюлетин на Wonder Theory на CNN. 

Чудото на франчайза на научнофантастичния филм „ Дюн “ е оборудването за оцеляване, носена от обитаващите пустинята Fremen – „ стилкостюми “, които рециклират всички телесни течности в питейна вода. Сега наподобява, че такава технология е на хоризонта, като учените разкриват първообраз на система за скафандър, която трансформира урината в питейна вода.

Астронавтите могат да прекарат доста време отвън галактическото си местообитание, извършвайки действия отвън кораба или EVA. Имаше 37 излизания в открития космос сред 2021 година и 2023 година за научни опити или за осъществяване на ремонт на Международната галактическа станция и те продължиха приблизително 6 часа и 26 минути, съгласно изследване на учени от университета Корнел, оповестено в петък в списанието Граници в галактическите технологии. Космическите разходки могат да продължат до повече от 8 часа.

Когато прекарват тези дълги интервали в галактически разходки, астронавтите сега носят познатите бели пухкави EVA костюми, които съдържат дреха с оптималната всмукване. Тези облекла за еднократна приложимост са всъщност пелени, които събират и съдържат урина и изпражнения. От тях се изисква да могат да съдържат до един литър (1,8 пинти) урина и 75 грама (2,6 унции) фекални субстанции дневно за всеки член на екипажа.

Въпреки това, тези EVA костюми са проектирани преди повече от 40 години и НАСА сега няма съответни проекти да ги възобнови или размени. Космическата организация разгласи през юни, че анулира контракти на стойност над 100 милиарда $ с Collins Aerospace за основаване на последващо потомство галактически костюми, макар че най-малко две други американски компании сега работят върху галактически костюми и НАСА може да изиска спомагателни реализатори, удостовери галактическата организация пред CNN.

„ Човек би си помислил, че в 21-ви век астронавтите няма да употребяват памперси “, сподели водещият създател на проучването София Етлин, астробиолог и член на изследователския екип в лабораторията Мейсън на Weill Cornell Medical College в Ню Йорк, сподели пред CNN в петък.

Докато пелените могат дейно да всмукват отпадъците, е открито, че вредят на здравето на астронавтите и предизвикват дискомфорт. Астронавтите оповестяват, че пелените им протичат, което ги прави неспособни да вършат разлика сред урината и потта си и се оплакват от кожни обриви и проблеми с миризмата. Членовете на екипажа са изправени пред медицински опасности като кръстосано замърсяване с фекална материя, инфекции на пикочните пътища и стомашно-чревен дистрес, които се утежняват от понижения достъп на астронавтите до медицински грижи.

Някои даже са понижили храненията си няколко дни преди EVA, с цел да избегнат нуждата да носят такова, което може да повлияе на представянето им при напрегнати галактически разходки, съгласно откривателите.

Простото престояване в космоса предизвиква дехидратация, а физически тежките галактически разходки предизвикват спомагателна дехидратация, което утежнява представянето на астронавтите. И въпреки всичко, чантата за питиета в костюма, която сега обезпечава на астронавтите 32 унции вода и дребна доза глюкоза, също има „ обилни проблеми “, в това число лишава доста време за подготовка, което способства за понижена работна успеваемост, съгласно откривателите. Астронавтите споделиха, че актуалното количество вода, което обезпечава, не е задоволително.

Система " Дюн ".

За да „ насърчат благосъстоянието на астронавтите “, откривателите са проектирали нова система за събиране и пречистване на урина в костюм или система „ Дюн “, сподели Етлин.

Системата ще рециклира урината, употребявайки права и противоположна осмоза, модел, употребен от настоящата система за филтриране на отпадъчни води на борда на галактическата станция, за унищожаване на замърсителите от урината и филтрирането й до питейна вода.

Един аспект на системата е устройство за събиране на урина, което включва силиконова чаша, завършена по друг метод за мъже и дами. Устройството ще има няколко пласта тъкан, в това число антимикробна тъкан, с цел да разреши урината да бъде изтеглена от тялото бързо към външната повърхнина на чашата, където може да бъде изпомпана, намалявайки риска за здравето, подбуден от дълготрайно излагане на урина.

След това течността ще влезе във филтриращата система, двустепенен уред, който отстранява водата от урината в солен разтвор, с помпа, която по-късно отделя чистата вода от солта.

Авторите на проучването допускат, че размер от 500 мл (0,9 пинти) урина може да бъде обработен за по-малко от пет минути, с дейно преработване на повече от 86,8% от нея в питейна вода.

След това водата ще бъде изпомпана в торбата за питиета в костюма, където ще бъде попълнена с електролити и евентуално въглехидрати за хранителни и енергийни потребности.

Цялото устройство ще стои в торбичка, която може да се инсталира на гърба на EVA костюм, добавяйки 8 кг (17,6 паунда) към общото му тегло.

Въпреки че „ тежестта на костюма сигурно е проблем за идните лунни задачи, ние имаме вяра, че нарасналият комфорт и успеваемостта на ресурсите, обезпечени от системата, повече от компенсират леко нараствания размер “, споделиха създателите на проучването.

Преосмислени скафандри

Етлин сподели, че това е „ най-хубавото време “ за създаване на тази технология, защото „ скафандрите, каквито ги познаваме, се премислят “.

Въпреки че НАСА анулира контракта си с Collins Aerospace за галактически костюми, които да бъдат носени на МКС, тя към момента има контракт на стойност близо 230 милиона $ за създаване на лунни галактически костюми с основаната в Хюстън компания Axiom Space.

Проектирани да имат по-добра еластичност и придвижване, да обезпечат повече видимост и изолираност и да имат портативна животоподдържаща система, костюмите могат да изиграят решаваща роля в задачата на НАСА Artemis III, която се стреми да върне астронавти на Луната по-късно това десетилетие, с цел да се осмели по-нататък в сравнение с когато и да било преди.

Въпреки това, даже тези нови дизайни на костюми сега към момента имат остарял жанр пелена, съгласно Etlin. (Axiom не отговори незабавно на искане за коментар по отношение на дизайна на своя скафандър.)

„ В задачите „ Артемида “ астронавтите може да са там часове наред или може да има нещо като незабавен сюжет, при който би трябвало да се върнат в базата, само че техният марсоход се повреди. Имате всевъзможни сюжети за изключителни обстановки, при които имате потребност от вода и имате потребност от система за боклуци, която не е лимитирана до това, което