НАСА начало испытания очистных сооружений для лунной базы
Мобильную установку для очистки сточных вод, разработанную Космическим центром имени Кеннеди во Флориде, доставили для испытаний в Университет Северной Дакоты в Гранд-Форксе (UND), сообщили в НАСА.
«Жилым модулям на Луне придется функционировать вдали от стабильных линий снабжения, которые сейчас поддерживают астронавтов в условиях пониженной гравитации. Чтобы решить эту задачу, мы создаем будущие устойчивые лунные поверхностные системы, способные перерабатывать сточные воды в питательную среду для растений и биопроизводства», — говорит Люк Роберсон, руководитель направления поверхностных водных систем в Управлении марсианских программ Космического центра Кеннеди.
«Расходящаяся развертываемая система очистки сточных вод» (Divergent Deployable Wastewater Treatment Facility) предназначена для превращения отходов жизнедеятельности экипажа в полезные ресурсы. Она размещена в трейлере длиной 8,5 на 24 фута (примерно 2,6 на 7,3 метра) и объединяет три биологических реактора, вертикальную грядку, оборудование для финишной доочистки воды, блок экологического мониторинга, автономное управляющее ПО и средства безопасности.
В отличие от земных систем очистки, эта установка разделяет потоки отходов. Такой «расходящийся» подход важен для небольших экипажей, поскольку сточные воды, производимые 4–8 человеками, могут быть сильно концентрированными. Моча, вода после гигиенических процедур и стирки, фекалии и пищевые отходы — все это содержит разный уровень солей, твердых частиц, углерода, азота, фосфора и других соединений. Обрабатывая их раздельно, можно направлять каждый тип стоков в тот реактор, который лучше всего с ним справляется:
- анаэробный фототрофный мембранный биореактор перерабатывает фекалии и пищевые отходы, превращая их в богатую питательными веществами воду, пригодную для выращивания растений,
- аэробный мембранный биореактор со взвешенным слоем обрабатывает мочу и смывную воду из туалета,
- мембранный аэрируемый биологический реактор занимается серой водой из душа, умывания и стирки.
Полученными питательными растворами будет увлажняться вертикальная грядка из гидропоники. Выросший на ней урожай сравнят с тем, что дала гидропоника с обычными удобрениями.
В UND установку подключили к надувному аналогу лунно-марсианского модуля через санузел с унитазом, разделяющим потоки мочи и фекалий. Такая схема упрощает работу системы очистки.
«Испытания помогут НАСА оценить реальную работу оборудования, потребности в обучении экипажа, надежность системы и то, насколько имитаторы сточных вод соответствуют реальным продуктам метаболизма человека в условиях аналоговой миссии», — рассчитывает инженер-химик Али Альшами, который возглавил испытания в UND.
В будущих лунных или марсианских модулях такие системы очистки воды помогут замкнуть контур жизнеобеспечения — регенерировать воду, перерабатывать питательные вещества, поддерживать выращивание культур и сокращать количество отходов, которые необходимо складировать или утилизировать.
Исследователи также изучают возможность использования ресурсов, извлеченных из сточных вод, для космического производства. Одно из направлений — использование переработанной воды для питания микробов, производящих молочную кислоту, из которой затем получают полимолочную кислоту. В перспективе этот материал может служить связующим компонентом для 3D-печати запасных частей из лунного или марсианского реголита. Так что потенциальная польза переработки отходов куда шире, чем просто водоснабжение и продовольственное обеспечение.
«Отправляя установку в Северную Дакоту, НАСА переносит основной элемент космической экономики замкнутого цикла из лабораторных условий в реальные. Все начинается со сточных вод, но цель гораздо шире. Мы хотим помочь будущим экипажам устойчиво жить на Луне, научиться действовать вдали от Земли и перенести эти уроки дальше — на Марс», — подытожил Дж. Дж. Эдельманн, руководитель направления поверхностных систем в Управлении марсианских программ НАСА.
