NASA presunula mobilný systém na čistenie odpadovej vody z Kennedyho vesmírneho strediska na University of North Dakota, kde ho budú testovať v podmienkach napodobňujúcich život na Mesiaci a Marse. Technológia má ukázať, či dokáže v uzavretom habitatovom prostredí premieňať odpadovú vodu posádky na zdroje, ktoré budú astronauti pri dlhodobých misiách potrebovať každý deň.
Snímka zobrazuje: NASA Testing Wastewater Treatment Facility for Future Moon Base.
Ide o systém Divergent Deployable Wastewater Treatment Facility, ktorý NASA pripravila ako mobilné laboratórium pre simulované kozmické misie. Na univerzite ho napoja na Integrated Lunar/Martian Analog Habitat a študentské tímy spolu s výskumníkmi NASA budú sledovať, ako si poradí s prevádzkou v prostredí, ktoré sa čo najviac približuje podmienkam mimo Zeme. Cieľ je praktický: zistiť, ako sa takéto zariadenie správa v obmedzenom priestore, pri premenlivej záťaži a v režime, kde sa nedá spoliehať na pravidelnú zásobovaciu reťaz.
NASA zároveň zdôrazňuje širší význam projektu. Podľa Luku Robersona, ktorý vedie systémy povrchovej vody v Mars Campaign Office v Kennedyho stredisku, program Artemis pripravuje pôdu pre dlhodobú ľudskú prítomnosť na Mesiaci a budúce základne budú musieť fungovať ďaleko od dodávok zo Zeme. V takom prostredí má mať odpadová voda novú úlohu: po spracovaní sa môže stať zdrojom živín pre rastliny a pre biovýrobu.
Prečo NASA rieši odpadovú vodu ako zdroj
Na Zemi sa odpadové prúdy často miešajú a následne čistia v rozsiahlych systémoch.
Snímka zobrazuje: NASA Testing Wastewater Treatment Facility for Future Moon Base.
Vo vesmíre to bude inak. Malé posádky vytvárajú vysoko koncentrovaný odpad a každá kvapka vody má veľkú hodnotu. Preto NASA pri tomto projekte volí takzvaný divergentný prístup: jednotlivé prúdy odpadu sa oddeľujú už na začiatku a potom sa spracúvajú samostatne.
To je dôležité najmä preto, že moč, voda po hygiene, voda z prania, fekálny odpad aj zvyšky jedla obsahujú odlišné množstvá solí, pevných častíc, uhlíka, dusíka, fosforu a ďalších látok. Ak sa spracujú oddelene, každý prúd môže prejsť takým typom úpravy, ktorý mu najviac vyhovuje.
Vo vnútri sa nachádzajú tri biologické reaktory, vertikálna záhrada, technológia na dočistenie vody, monitorovanie prostredia, autonómne riadiace softvéry aj bezpečnostné systémy. NASA ho v Kennedyho stredisku upravila tak, aby sa dal presúvať medzi testovacími miestami, keď sa technológia bude ďalej vyvíjať.
Fekálny odpad a zvyšky jedla spracúva Anaerobic Phototrophic Membrane Bioreactor, ktorý z nich vytvára na živiny bohatú odpadovú vodu využiteľnú pre rast rastlín. Moč a voda zo splachovania idú do Suspended Aerobic Membrane Bioreactor. Sivú vodu z hygieny a prania zase spracúva Membrane Aerated Biological Reactor. Spoločne tieto systémy upravujú živiny pre pestovanie rastlín a zároveň pripravujú vodu na opätovné využitie.
Vo vertikálnej záhrade budú rastliny rásť hydroponicky, teda bez pôdy, v živných roztokoch odvodených z bioreaktorov. Výskumníci potom porovnajú ich výkon s rastlinami pestovanými v bežných hydroponických živinách. Pre NASA je to dôležitý test toho, či možno v uzavretom systéme vytvoriť funkčný kolobeh vody, živín a potravín.
Čo sa bude testovať v Severnej Dakote
Na University of North Dakota je systém napojený na analogový habitat prostredníctvom kúpeľňového rozhrania s toaletou, ktorá oddeľuje moč. Takéto zapojenie umožní, aby sa jednotlivé odpadové prúdy rozdelili už pri zdroji a smerovali do správnych častí systému.
Tímy pod vedením študentov a vedcov NASA budú sledovať viacero vecí naraz. Zaujíma ich reálna prevádzka, požiadavky na výcvik posádky, spoľahlivosť zariadenia aj to, ako sa simulované odpady líšia od skutočného ľudského metabolického odpadu v prostredí analogovej misie. Podľa výskumníka Aliho Alshamiho súčasne prebieha aj vývoj nových membránových separačných technológií, ktoré by sa v budúcnosti mohli do systému zapojiť a zlepšiť účinnosť zadržiavania vody, odstraňovania kontaminantov aj celkovú odolnosť zariadenia.
Prečo je to dôležité pre budúce misie
Pre dlhodobý pobyt na Mesiaci alebo Marse nebude rozhodujúce len to, či sa astronauti dostanú na miesto. Rovnako podstatné bude, či tam dokážu dlhodobo žiť s čo najmenšou závislosťou od zásob zo Zeme. Práve preto NASA rozvíja bioregeneratívne systémy podpory života, ktoré majú znižovať potrebu dovážaných spotrebných materiálov.
V praxi to znamená, že voda sa má čo najviac recyklovať, živiny sa majú vracať do pestovania rastlín a množstvo odpadu určeného na uskladnenie či likvidáciu sa má znižovať. NASA uvádza aj širší smer výskumu: z odpadových zdrojov by sa v budúcnosti mohli získavať suroviny pre výrobu materiálov v priestore. Jedna z naviazaných línií skúma, či by živinami bohatá voda mohla vyživovať mikróby produkujúce kyselinu mliečnu, z ktorej by vznikal polylactic acid vhodný napríklad ako spojivo pre 3D tlač s lunárnym alebo marťanským regolitem.
Čo zostáva otvorené
Testovanie na University of North Dakota má posunúť technológiu z laboratórnej overenej fázy bližšie k demonstrácii v prostredí, ktoré pripomína budúce lunárne a marťanské základne. Výsledky môžu NASA pomôcť pri ďalších, ešte realistickejších simuláciách vrátane možného zapojenia do pripravovaných ročných simulovaných misií na Marse v Johnsonovom vesmírnom stredisku v Houstone.
Stále však zostáva viacero otázok. Nie je isté, ako sa bude systém správať pri dlhšej prevádzke, aké nároky si vyžiada od posádky a do akej miery sa budú simulované odpady správať rovnako ako skutočný biologický odpad človeka. Práve tieto rozdiely rozhodnú o tom, či sa z mobilnej čističky stane použiteľná súčasť budúcej mesačnej alebo marťanskej infraštruktúry.
NASA týmto presunom ukazuje, že aj zdanlivo obyčajná odpadová voda môže byť kľúčom k udržateľnému životu mimo Zeme. V uzavretom systéme má každá využitá kvapka širší význam: pomáha šetriť zásoby, udržiavať rast rastlín a budovať technológie, ktoré budú pre pobyt na Mesiaci a neskôr aj na Marse nevyhnutné.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívny
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
