Gereinigter Urin im Weltraum

Ein neues umfassendes Lebenserhaltungssystem für die Internationale Raumstation (ISS) konzentriert sich auf ein Wasserrecyclingsystem, dessen speziell entwickelte Filter und chemische Prozesse Abfallflüssigkeiten – insbesondere Urin und Schweiß von Astronauten – reinigen, sodass sie zu erfrischendem Trinkwasser werden.

Sicher zu trinken: Das neue Wasserrückgewinnungssystem der NASA – hier in einem Gestell für den Transport zur Raumstation gezeigt – kann mithilfe speziell entwickelter Zentrifugen, Filter und chemischer Verfahren Abwasser, einschließlich des Urins von Astronauten, in Trinkwasser umwandeln.

Das System, das 2.800 Liter Wasser pro Jahr produzieren kann, ist von grundlegender Bedeutung, da es der ISS ermöglicht, sechs statt drei Besatzungsmitglieder zu beherbergen, und reduziert, wie viel Frischwasser im Space Shuttle teuer von der Erde abgesprengt werden muss, sagt Bob Bagdigian, der Projektleiter für die ISS-Lebenserhaltungssystem Projekt, das das Wasserrückgewinnungssystem umfasst.



Es ist ein entscheidender Teil für das nächste Leben der Station, sagt Mary Beth Edeen, Leiterin des Hardware-Projektbüros im Johnson Space Center der NASA in Houston. Es ist wie eine Kläranlage und eine Wasseraufbereitungsanlage in einem. Ein solches System wäre ein Schlüssel für zukünftige menschliche Reisen zum Mond und eines Tages zum Mars.

Das System wurde im Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, AL, entwickelt. Es ging im November an Bord des Space Shuttle in die Umlaufbahn Bemühen und wurde im US-amerikanischen Destiny Laboratory auf der ISS installiert. Es wird derzeit getestet – Proben wurden gesammelt und mit dem Shuttle zur Analyse zur Erde zurückgebracht – und soll bis Mai 2009 vollständig einsatzbereit sein.

Das System zeichnet sich vor allem durch seine Fähigkeit aus, den Urin eines Astronauten in Trinkwasser umzuwandeln. Das Destillieren von Urin im Weltraum ohne Schwerkraft ist eine große Herausforderung, sagt Bagdigian. Um die Mikrogravitationsumgebung auszugleichen, entwickelten die NASA-Ingenieure ein zentrifugenähnliches Vorbehandlungssystem.

Bei diesem System wird Urin in eine rotierende Trommel geleitet, die sich mit hoher Geschwindigkeit dreht und Wasserdampf extrahiert, der dann in einem sehr energieeffizienten Destillationsprozess komprimiert wird, sagt Bagdigian. Das Ergebnis ist das, was die NASA ein gereinigtes Urindestillat nennt, aber es ist noch nicht sauber genug für Astronauten, um es zu trinken.

Dieses Destillat wird dann mit den anderen Abwasserquellen kombiniert, einschließlich der Feuchtigkeit – die der Kabinenluft entzogen wird – die durch Schweiß und Atem der Astronauten entsteht. Das kombinierte Abwasser wird durch eine Partikelfiltration und durch Betten aus absorbierenden Materialien und andere Prozesse geleitet, die denen ähnlich sind, die in kommerziellen Standard-Wasseraufbereitungssystemen verwendet werden.

Um das Wasser von den restlichen organischen Verunreinigungen zu befreien, durchläuft es im letzten Schritt einen katalytischen Hochtemperatur-Oxidationsprozess. Das Wasser wird erhitzt und Sauerstoff wird eingespritzt, um die Verunreinigungen entweder zu Kohlendioxid oder anderen Gasen zu oxidieren, die leichter entfernt werden können. Und als gute Maßnahme fügt die NASA dem Wasser Jod hinzu, um Mikroben in Schach zu halten.

Um sicherzustellen, dass es richtig funktioniert, wird das System kontinuierlich Proben des Trinkwassers sammeln und sie für zukünftige Shuttle-Missionen zum Testen zur Erde zurücksenden.

Das System ist das erste, das Urin im Weltraum reinigt; die Russen haben eine ähnliche, aber kleinere Wasseraufbereitungsanlage, die nur das aus der Feuchtigkeit in der Kabine gewonnene Wasser aufbereiten kann.

Das neue System ist Teil eines Plans, um Erweitern Sie die Anzahl der Besatzungsmitglieder die auf der ISS ausreichend leben können, ohne stark auf die Versorgung von der Erde angewiesen zu sein. Nach dem Ausscheiden der Space Shuttles – derzeit geplant für 2010 – wird der Shuttle-Ersatz eine begrenzte Nutzlastkapazität haben.

Das Wasseraufbereitungssystem ist ein kleiner, aber grundlegender Teil des ISS-Makeovers der NASA. Die NASA schickte auch neue Wohnräume für die Besatzung und Trainingsgeräte.

Bagdigian sagt, dass die Ingenieure bereits vorausschauen, wie das Wassersystem weiter draußen im Weltraum funktionieren könnte. Wir planen, eine dauerhafte Präsenz auf dem Mond zu etablieren, erklärt er. Diese neue Hardware wird uns die Betriebserfahrung mit regenerativen Lebenserhaltungssystemen vermitteln, damit wir wissen, was gut funktioniert und welche Teile wir verbessern können.

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