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Urina purificata nello spazio
Un nuovo sistema completo di supporto vitale per la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) è incentrato su un sistema di riciclaggio dell'acqua i cui filtri e processi chimici appositamente progettati puliscono i liquidi di scarto, in particolare l'urina e il sudore degli astronauti, in modo che diventino acqua rinfrescante e potabile.
Sicuro da bere: Il nuovo sistema di recupero dell'acqua della NASA, mostrato qui in un rack per il trasporto alla stazione spaziale, può trasformare le acque reflue, compresa l'urina degli astronauti, in acqua potabile utilizzando centrifughe, filtri e processi chimici appositamente progettati.
Il sistema, in grado di produrre 2.800 litri di acqua all'anno, è di fondamentale importanza perché consente all'ISS di ospitare sei membri dell'equipaggio, anziché tre, e riduce la quantità di acqua dolce che deve essere costosa espulsa dalla Terra all'interno dello Space Shuttle, afferma Bob Bagdigian, il project manager per il Sistema di supporto vitale della ISS progetto, che comprende il sistema di recupero dell'acqua.
È una parte fondamentale per la prossima vita della stazione, afferma Mary Beth Edeen, responsabile dell'ufficio progetti hardware presso il Johnson Space Center della NASA, a Houston. È come un impianto di trattamento delle acque reflue e un impianto di trattamento delle acque tutto in uno. Un tale sistema sarebbe una chiave per futuri viaggi umani sulla luna e, un giorno, su Marte.
Il sistema è stato sviluppato presso il Marshall Space Flight Center della NASA, a Huntsville, AL. È andato in orbita a novembre a bordo dello Space Shuttle Tentativo ed è stato installato nel Destiny Laboratory degli Stati Uniti sulla ISS. È attualmente in fase di test - i campioni sono stati raccolti e restituiti alla Terra sulla navetta per l'analisi - e si prevede che sarà pienamente operativo entro maggio 2009.
Il sistema è noto soprattutto per la sua capacità di trasformare l'urina di un astronauta in acqua potabile. Distillare l'urina nello spazio in assenza di gravità è una sfida significativa, afferma Bagdigian. Per compensare l'ambiente di microgravità, gli ingegneri della NASA hanno sviluppato un sistema di pretrattamento simile a una centrifuga.
In questo sistema, l'urina viene convogliata in un tamburo rotante che gira ad alta velocità, estraendo vapore acqueo, che viene quindi compresso in un processo di distillazione molto efficiente dal punto di vista energetico, afferma Bagdigian. Il risultato è quello che la NASA chiama un distillato di urina purificato, ma non è ancora abbastanza pulito da essere bevuto dagli astronauti.
Questo distillato viene poi combinato con le altre fonti di acque reflue, compresa l'umidità – estratta dall'aria della cabina – prodotta dal sudore e dal respiro degli astronauti. Le acque reflue combinate vengono passate attraverso una filtrazione del particolato e attraverso letti di materiali assorbenti e altri processi simili a quelli utilizzati nei sistemi di trattamento delle acque commerciali e standard.
In una fase finale, per liberare l'acqua dai contaminanti organici rimanenti, scorre attraverso un processo di ossidazione catalitica ad alta temperatura. L'acqua viene riscaldata e viene iniettato ossigeno per ossidare i contaminanti in anidride carbonica o altri gas che possono essere rimossi più facilmente. E per buona misura, la NASA aggiunge iodio all'acqua per tenere a bada i microbi.
Per assicurarsi che funzioni correttamente, il sistema raccoglierà continuamente campioni di acqua potabile e li rispedirà sulla Terra per i test nelle future missioni dello shuttle.
Il sistema è il primo a purificare l'urina nello spazio; i russi hanno un sistema di trattamento dell'acqua simile, ma più piccolo, in grado di trattare solo l'acqua derivata dall'umidità in cabina.
Il nuovo sistema fa parte di un piano per ampliare il numero dei membri dell'equipaggio che possono vivere adeguatamente sulla ISS senza fare molto affidamento sui rifornimenti dalla Terra. Una volta che le navette spaziali andranno in pensione, attualmente prevista per il 2010, le sostituzioni delle navette avranno una capacità di carico utile limitata.
Il sistema di trattamento dell'acqua è una parte piccola ma fondamentale del rifacimento della ISS della NASA. La NASA ha anche inviato nuovi alloggi per l'equipaggio e attrezzature per esercizi.
Bagdigian afferma che gli ingegneri stanno già pensando a come il sistema idrico potrebbe funzionare più lontano nello spazio. Stiamo pianificando di stabilire una presenza permanente sulla luna, spiega. Questo nuovo hardware ci darà l'esperienza operativa con i sistemi di supporto vitale rigenerativo in modo da sapere cosa funziona bene e quali parti possiamo migliorare.