Вдохновились Дюной: Модификация скафандров позволит перерабатывать мочу в воду

Ксмонавты, которые выходят в открытый космос, вынуждены справлять нужду прямо в скафандр. Это неудобно и негигиенично, а также расточительно, так как эта вода не перерабатывается, в отличие от сточных вод на МКС.

Решением проблемы могут стать специальные костюмы, как в фильме «Дюна», которые поглощают и очищают воду из пота и мочи, превращая её в питьевую. Теперь благодаря прототипу новой системы сбора и фильтрации мочи для скафандров это может стать реальностью.

Проект разработан исследователями из Корнельского университета и опубликован в журнале Frontiers in Space Technology.

Дизайн включает в себя вакуумный внешний катетер, ведущий к комбинированной установке прямого и обратного осмоса, обеспечивающей непрерывную подачу питьевой воды с многочисленными механизмами безопасности для обеспечения благополучия астронавтов, — говорит София Этлин, научный сотрудник Weill Cornell Medicine и Корнельского университета и первый автор исследования.

Предназначено для предстоящих полетов на Луну и Марс

В 2025 и 2026 годах НАСА планирует миссии Artemis II и III: экипаж выйдет на орбиту Луны и высадится на её южном полюсе.

В начале 2030-х годов ожидаются полёты на Марс. Но астронавты жалуются на одежду максимальной впитываемости (MAG), которая используется в скафандрах НАСА с конца 1970-х. Эта система удаления отходов функционирует как многослойный подгузник для взрослых, изготовленный из суперабсорбирующего полимера.

По имеющимся данным, утечки из MAG привели к таким проблемам со здоровьем, как инфекции мочевыводящих путей и желудочно-кишечные расстройства. Кроме того, в настоящее время у астронавтов есть только один литр воды в сумках для питья в скафандре. Этого недостаточно для запланированных, более продолжительных выходов в открытый космос, которые могут длиться десять часов, а в экстренных случаях — до 24 часов, — говорит Этлин.

Астронавты попросили сделать так, чтобы мешки с напитками в скафандрах быстрее заполнялись и опустошались. Также они предложили добавить запас высокоэнергетического напитка без кофеина.

Этлин и её коллеги разработали устройство для сбора мочи. Оно состоит из многослойной эластичной одежды и чашки для мочи из силикона. Чашка облегает гениталии и имеет разную форму и размер для женщин и мужчин.

Внутренняя поверхность чашки сделана из полиэстеровой микрофибры или смеси нейлона и спандекса. Эти материалы отводят мочу от тела к внутренней поверхности чашки, откуда она всасывается вакуумным насосом. Насос активируется RFID-меткой, связанной с абсорбирующим гидрогелем.

Высокотехнологичный рюкзак

После сбора моча фильтруется с эффективностью 87% через двухступенчатую систему прямого и обратного осмоса. В ней используется градиент концентрации для удаления воды из мочи, а также насос для отделения воды от соли.

Очищенная вода обогащается электролитами и становится пригодной для питья. Весь процесс занимает пять минут.

Система фильтрации оснащена управляющими насосами, датчиками и жидкокристаллическим дисплеем. Она работает от аккумулятора напряжением 20,5 В и ёмкостью 40 ампер-часов. Размеры системы составляют 38 х 23 х 23 см, вес — около восьми килограммов. Её можно закрепить на спине скафандра.

Прототип уже готов, его можно испытать в симулированных условиях, а затем и во время реальных выходов в открытый космос.

Нашу систему может быть испытать в условиях имитации микрогравитации, поскольку микрогравитация — это основной космический фактор, который мы должны учитывать. Эти испытания позволят убедиться в функциональности и безопасности системы до того, как она будет развернута в реальных космических полетах, — заключил доктор Кристофер Мейсон (Christopher E Mason), профессор того же института, что и Этлин, и ведущий автор исследования.

12.07.2024


Подписаться в Telegram



Космос

Наноспутник будет искать нефтяные пятна и предсказывать лесные пожары
Наноспутник будет искать нефтяные пятна и предсказывать лесные пожары

Два космических аппарата Самарского университе...

В АмГУ разработали модуль для российско-белорусского спутника
В АмГУ разработали модуль для российско-белорусского спутника

Проект инженеров Амурского госуниверситета поб...

Planetary Science Journal: Большое красное пятно Юпитера меняется в размерах
Planetary Science Journal: Большое красное пятно Юпитера меняется в размерах

С помощью телескопа Хаббл астрономы наблюдали ...

DPS56: На экзопланеты полезно взглянуть под другим углом
DPS56: На экзопланеты полезно взглянуть под другим углом

Астрономы сравнили чёткие снимки Урана от ...

MNRAS: Открыта самая удаленная вращающаяся дисковая галактика
MNRAS: Открыта самая удаленная вращающаяся дисковая галактика

С помощью телескопа ALMA ученые обнаружили отд...

Nature Astronomy: Открытие помогает понять, как возникла Солнечная система
Nature Astronomy: Открытие помогает понять, как возникла Солнечная система

Астрономы обнаружили новые детали газовых пото...

Science: Ученые создают глобальные карты коронального магнитного поля
Science: Ученые создают глобальные карты коронального магнитного поля

Учёные впервые проводили практически ежедневны...

A&A: Ученые обнаружили планету на орбите ближайшей к нашему Солнцу звезды
A&A: Ученые обнаружили планету на орбите ближайшей к нашему Солнцу звезды

С помощью Очень большого телескопа Европейской...

Nature Astronomy: Поверхность Цереры состоит изо льда более чем на 90%
Nature Astronomy: Поверхность Цереры состоит изо льда более чем на 90%

С 1801 года, когда Джузеппе Пиацци открыл перв...

Science Advances: Возможно, в глине Марса хранится часть атмосферы
Science Advances: Возможно, в глине Марса хранится часть атмосферы

Марс не всегда был холодной пустыней...

Journal of Neurochemistry: Космические лучи нарушают когнитивную активность
Journal of Neurochemistry: Космические лучи нарушают когнитивную активность

Радиация из космоса может быть опасна для...

Nature Astronomy: Астрономы разглядели уникальную асимметричную экзопланету
Nature Astronomy: Астрономы разглядели уникальную асимметричную экзопланету

С помощью космического телескопа Джеймс Уэбб а...

MIT: Колебания Марса могут быть признаком темной материи
MIT: Колебания Марса могут быть признаком темной материи

Если тёмная материя состоит из микроскопи...

Ученые Сеченовского Университета вырастили клетки в космосе
Ученые Сеченовского Университета вырастили клетки в космосе

Исследователи вырастили в условиях космич...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ

Новости компаний, релизы

Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
Регистрация сми на IV конгресс молодых ученых продлевается до 6 ноября
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
На старт! Внимание! MITEX!
Пироговская олимпиада для школьников по химии и биологии