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

Свет из прошлого: «Евклид» открыл редкое космическое явление
Свет из прошлого: «Евклид» открыл редкое космическое явление

1 июля 2023 года космическая обсерватория Eucl...

13 миллиардов лет назад: как темная материя управляла галактиками
13 миллиардов лет назад: как темная материя управляла галактиками

Международная группа ученых нашла темную матер...

Небо в опасности: космический мусор угрожает авиации
Небо в опасности: космический мусор угрожает авиации

Космический мусор на орбите Земли станови...

Марсианские дюны под микроскопом: что скрывает Красная планета
Марсианские дюны под микроскопом: что скрывает Красная планета

Песчаные дюны на Марсе могут раскрыть тай...

Ученые открыли важный компонент звездообразования
Ученые открыли важный компонент звездообразования

Астрономы давно ищут ключевой фактор, который ...

Пять крупных инноваторов присоединяются к US Quantum in Space Collaboration
Пять крупных инноваторов присоединяются к US Quantum in Space Collaboration

Управление по технологическим переходам М...

Руководитель Biomass Майкл Ферингер, ESA: Мы передадим спутник людям
Руководитель Biomass Майкл Ферингер, ESA: Мы передадим спутник людям

Европейское космическое агентство, ESA, планир...

Астрономы в реальном времени увидели формирование джетов черных дыр
Астрономы в реальном времени увидели формирование джетов черных дыр

Впервые международная группа ученых наблюдала ...

Открытие аксиона поможет понять загадочные свойства темной материи
Открытие аксиона поможет понять загадочные свойства темной материи

Темная материя, которую часто называют невидим...

Борьба со складками: инновационный метод для космических мембран
Борьба со складками: инновационный метод для космических мембран

Выход за пределы земной гравитации требуе...

Новая миссия NASA Artemis LEXI покажет, как работает магнитный щит Земли
Новая миссия NASA Artemis LEXI покажет, как работает магнитный щит Земли

Новая революционная миссия в рамках прогр...

Найдены древние водоносные горизонты под поверхностью Марса
Найдены древние водоносные горизонты под поверхностью Марса

Марс, загадочная Красная планета, давно поража...

Как физика нейтрино раскрывает секреты Вселенной
Как физика нейтрино раскрывает секреты Вселенной

Нейтринная физика стала одной из самых пе...

A&A: Event Horizon Telescope продолжает раскрывать тайны черных дыр
A&A: Event Horizon Telescope продолжает раскрывать тайны черных дыр

Получив первые изображения черных дыр, новатор...

PNAS: Ученый посоветовал забыть о жидкой воде на Марсе
PNAS: Ученый посоветовал забыть о жидкой воде на Марсе

Более ста лет назад ученый Персиваль...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
В Калуге обсудили меры поддержки молодых учёных региона
Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию