NASA có thể tái chế hầu hết nước tiểu và mồ hôi của phi hành gia trên Trạm Vũ trụ Quốc tế.

Khi các sứ mệnh không gian vượt ra ngoài quỹ đạo thấp của Trái đất, sẽ nảy sinh nhiều trở ngại. Có lẽ cấp bách nhất là đáp ứng nhu cầu của phi hành đoàn mà không cần phụ thuộc vào các nhiệm vụ tiếp tế từ Trái đất. Để giải quyết thách thức này, NASA đang nghiên cứu phát triển các hệ thống hỗ trợ sự sống sáng tạo có thể tái tạo hoặc tái chế các vật tư tiêu hao thiết yếu như thực phẩm, không khí và nước. Nhưng điều này cũng bao gồm chất thải của con người.

Trong một tin tức hoành tráng, NASA vừa công bố họ đã đạt được tỷ lệ thu hồi nước xấp xỉ 98% đối với tất cả nước ban đầu được đưa lên Trạm vũ trụ quốc tế (ISS). Và đó là tất cả nhờ vào Hệ thống hỗ trợ sự sống và kiểm soát môi trường (ECLSS), NASA báo cáo.

“Đây là một bước tiến rất quan trọng trong quá trình phát triển của các hệ thống hỗ trợ sự sống”, Christopher Brown, thành viên nhóm quản lý ISS, cho biết trong một tuyên bố.

“Giả sử bạn lấy 100 pound nước tại nhà ga. Bạn giảm được 2 cân trong số đó và 98% còn lại tiếp tục đi bộ và đi bộ xung quanh. Để tiếp tục đi là một thành tích khá tuyệt vời.

Nước để đi tiểu, trở lại nước, và một lần nữa và một lần nữa

ECLSS bao gồm nhiều thành phần khác nhau, trong đó có Hệ thống Thu hồi Nước, đóng một vai trò quan trọng. Hệ thống này có nhiệm vụ thu gom nước thải và đưa thẳng đến hệ thống Water Processor Assembly (WPA). Tại đây nó trải qua quá trình xử lý để tạo ra nước uống được. Một thành phần trong hệ thống sử dụng tính năng hút ẩm để thu giữ hơi ẩm thoát ra từ hơi thở và mồ hôi của phi hành đoàn.

Một hệ thống con khác, được gọi là Cơ sở xử lý nước tiểu (UPA), tập trung vào việc thu hồi nước từ nước tiểu thông qua quá trình chưng cất chân không. Nước muối cũng được sản xuất như một sản phẩm phụ của quá trình này, vẫn còn nước chưa sử dụng. NASA đã bổ sung Bộ xử lý nước muối (BPA) vào UPA để chiết xuất lượng nước thải còn lại, đạt được mục tiêu 98%.

Jill Williamson, giám đốc hệ thống phụ cấp nước của ECLSS, cho biết: “Trước khi có BPA, tổng lượng nước thu hồi của chúng tôi là từ 93 đến 94%. “Giờ đây, chúng tôi đã chứng minh rằng chúng tôi có thể thu hồi được tổng lượng nước là 98% nhờ bộ xử lý nước muối.”

BPA lấy nước mặn do Bộ xử lý nước tiểu (UPA) tạo ra và chạy qua một công nghệ màng lọc đặc biệt. Sau đó, không khí khô, nóng được thổi qua nước muối, làm cho nước bốc hơi. Quá trình bay hơi này dẫn đến việc tạo ra không khí ẩm được hệ thống thu nước giữ lại.

Tất cả nước thu được đều trải qua quá trình xử lý trong WPA. Tất cả bắt đầu với một loạt các bộ lọc, sau đó là việc sử dụng lò phản ứng xúc tác được thiết kế để phá vỡ mọi chất gây ô nhiễm còn sót lại. Độ tinh khiết của nước được theo dõi liên tục bằng các cảm biến và nếu phát hiện thấy bất kỳ loại nước nào không phù hợp, nó sẽ được xử lý lại. Hệ thống cũng bổ sung i-ốt vào nước để ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật.

Nước đã qua xử lý được lưu trữ và cung cấp cho thủy thủ đoàn sử dụng. NASA thừa nhận rằng khái niệm tái chế nước tiểu có thể gây khó chịu cho một số cá nhân. Tuy nhiên, họ nhấn mạnh rằng sản phẩm cuối cùng thu được từ quá trình cải tạo nước vượt xa chất lượng nước do các hệ thống nước đô thị trên Trái đất tạo ra.

“Các hệ thống ECLSS tái tạo trở nên quan trọng hơn khi chúng ta vượt ra ngoài quỹ đạo Trái đất thấp,” Williamson nói.

“Việc không thể tiếp tế trong quá trình thăm dò có nghĩa là chúng tôi cần có khả năng lấy lại tất cả tài nguyên mà phi hành đoàn cần cho nhiệm vụ này. Chúng ta càng phải gửi ít nước và oxy thì càng có thể thêm nhiều khoa học vào phương tiện phóng.”