في بيئة الفضاء القاسية، أحد أهم التحديات التي تواجه البعثات الفضائية هو ضمان الإمداد المستمر بمياه الشرب . وبدون الوصول المباشر إلى المصادر الطبيعية للمياه، يعتمد رواد الفضاء على أنظمة إعادة التدوير والتنقية المبتكرة لتحويل البول والعرق والرطوبة المحيطة إلى مياه نظيفة وآمنة. هذه التقنيات ليست ضرورية للبقاء في الفضاء فحسب، ولكنها تقدم أيضًا دروسًا قيمة لإدارة الموارد على الأرض.
يستخدم رواد الفضاء في مهمات ممتدة إلى محطة الفضاء الدولية ( ISS ، نظام إعادة تدوير معقد للحصول على مياه الشرب. يقوم هذا النظام بتحويل ماء الاستحمام والعرق والبول إلى سائل مناسب للاستهلاك يشبه البروتين الموجود في المياه المعبأة في زجاجات، وفقًا لما أوردته بلومبرج بيزنس ويك ، على الرغم من أن العملية تشمل سوائل معاد تدويرها من البيئة.
يقوم هذا النظام بجمع وتنقية المياه من مصادر مختلفة، بما في ذلك البول والعرق ورطوبة الهواء والمياه المستخدمة للنظافة الشخصية . وتشمل عملية التنقية سلسلة من عمليات الترشيح والمعالجات الكيميائية التي تعمل على إزالة الشوائب والملوثات، مما يضمن أن المياه صالحة للاستهلاك البشري.
أحد العناصر الرئيسية في هذه العملية هو نظام استعادة المياه (WRS). يستخدم هذا النظام تقنيات مثل التقطير الغشائي والتناضح العكسي لضمان نقاء المياه المعاد تدويرها. وكانت النتائج فعالة للغاية لدرجة أن المياه المعاد تدويرها على متن محطة الفضاء الدولية تلبي معايير الجودة المحددة لمياه الشرب على الأرض.
بدلة مخصصة لجمع البول من رواد الفضاء
مياه الأرض
في حالات الطوارئ، يمتلك رواد الفضاء أيضًا احتياطيات من المياه المعبأة التي يتم شحنها من الأرض ، لكن التركيز الرئيسي هو إعادة التدوير لتقليل الحاجة إلى نقل كميات كبيرة من المياه عبر الفضاء، وهو أمر معقد لوجستيًا ومكلف.
يواجه رواد الفضاء مضاعفات مختلفة عند الأكل والشرب في الفضاء بسبب الجاذبية الصغرى. قد تكون بعض هذه المضاعفات هي أن السوائل في الجاذبية الصغرى لا تتصرف بنفس الطريقة التي تتصرف بها على الأرض. يطفو الماء والسوائل الأخرى على شكل كرات، مما قد يجعل من الصعب تناولها والتعامل معها. يؤثر غياب الجاذبية على طريقة تحرك الطعام في الفم والمريء، مما قد يزيد من صعوبة المضغ والبلع.
ويعد الحفاظ على النظافة أمرًا بالغ الأهمية، حيث يمكن أن تطفو بقايا الطعام والسوائل وتلوث مناطق أخرى، بما في ذلك المعدات والأنظمة الحيوية.
تكلفة شحن الماء من الأرض
إن نقل المياه إلى محطة الفضاء الدولية أمر مكلف، ويصل إلى أرقام باهظة. يمكن أن يكلف شحن جالون من الماء حوالي 83000 دولار. نظرًا لأن كل رائد فضاء يحتاج إلى حوالي 12 جالونًا من الماء يوميًا، فإن الشحن المستمر ليس خيارًا عمليًا.
ولتلبية هذه الحاجة، نفذت وكالة ناسا نظامًا يجمع الرطوبة من التنفس والعرق والبول ومياه الصرف الصحي من الأحواض والاستحمام. وتنتج هذه الطريقة حوالي 3.6 جالون من مياه الشرب يوميا . وفي حالة الطوارئ، تحتفظ محطة الفضاء الدولية باحتياطي يبلغ حوالي 530 جالونًا.
مياه الفضاء بين الروس والأمريكان
ينقسم نظام المياه في محطة الفضاء الدولية إلى قسمين: الجزء الأمريكي والجزء الروسي .
وبينما يقوم رواد الفضاء الأمريكيون بإعادة تدوير البول والعرق والجريان السطحي، يقوم الروس بمعالجة مياه الاستحمام والمكثفات فقط. وذكرت لين كارتر ، مديرة النظام، أن طعم المياه المعاد تدويرها يشبه طعم المياه المعبأة، على الرغم من أن معرفة مصدرها قد تؤثر على البعض نفسياً.
هناك أيضًا اختلافات في تطهير المياه، فمنذ عام 1981، استخدمت وكالة ناسا اليود ، الأمر الذي يتطلب ترشيحًا لاحقًا لتجنب مشكلات الغدة الدرقية، بينما استخدم الجزء الروسي الفضة منذ عام 1986. وفي بعض الأحيان، يستخدم رواد فضاء ناسا الإمدادات الروسية من البول لمعالجتها بأنفسهم، مما يؤدي إلى تحسين المياه. واستخدام جميع الموارد المتاحة.
وفي الختام، يحصل رواد الفضاء على مياه الشرب في الفضاء من خلال أنظمة إعادة التدوير المتقدمة التي تحول البول والعرق والرطوبة البيئية إلى مياه نظيفة. وتسمح التكنولوجيا التي تم تطويرها لهذا الغرض بحفظ الموارد وإعادة استخدامها بكفاءة، وهو أمر ضروري للمهام طويلة المدى في الفضاء.