Скафандр, созданный по мотивам научно-фантастических произведений и перерабатывающий мочу в питьевую воду, может позволить астронавтам совершать длительные выходы в открытый космос во время предстоящих лунных экспедиций.
Прототип, созданный по образцу «стилсьютов» из классического научно-фантастического фильма «Дюна», собирает мочу, очищает ее и может вернуть ее астронавту через питьевую трубку в течение пяти минут.
Создатели костюма надеются, что его можно будет использовать до конца десятилетия в программе NASA «Артемида», которая направлена на изучение того, как жить и работать в течение длительного времени в другом мире.
«Конструкция включает в себя вакуумный внешний катетер, ведущий к комбинированному блоку прямого и обратного осмоса, обеспечивающему непрерывную подачу питьевой воды с несколькими механизмами безопасности для обеспечения благополучия астронавта», — сказала София Этлин, научный сотрудник Weill Cornell Medicine и Корнеллского университета и соавтор разработки скафандра.
НАСА готовится к миссии Артемида III в 2026 году, которая должна высадить экипаж на южном полюсе Луны, с заявленной целью запустить пилотируемые миссии на Марс к 2030-м годам. Моча и пот уже регулярно перерабатывается на Международной космической станции (МКС), но Этлин говорит, что эквивалентная система необходима для экспедиций астронавтов.
«В настоящее время в питьевых пакетах скафандра у астронавтов имеется только один литр воды», — сказал Этлин. «Этого недостаточно для запланированных более длительных лунных выходов в открытый космос, которые могут длиться 10 часов, а в случае чрезвычайной ситуации — даже до 24 часов».
Также существуют давние жалобы на существующее решение проблемы утилизации отходов — так называемую одежду с максимальной впитываемостью (MAG), которая по сути является подгузником для взрослых.
Сообщается, что эта одежда подвержена протеканиям, неудобна и негигиенична, из-за чего некоторые астронавты вынуждены ограничивать потребление пищи и питья перед выходом в открытый космос, а другие жалуются на инфекции мочевыводящих путей (ИМП).
«Если вы даете NASA миллиарды долларов, можно было бы подумать, что они не оставят себе подгузник», — сказал Этлин, который опрашивал астронавтов, исследуя новый дизайн.
«Протекание MAG — обычное дело», — добавила она. «Астронавты говорят, что в какой-то момент они уже не могут сказать, моча это или пот. Они говорят: «Да, я астронавт, и это бремя, которое мне приходится нести».
Она предположила, что будущие коммерческие астронавты, возможно, будут менее склонны придерживаться столь стоического взгляда.
Профессор Кристофер Мейсон из Weill Cornell Medicine, старший автор исследования, сказал: «Даже при отсутствии большой пустынной планеты, как в «Дюне», это может быть лучше для астронавтов».
Предлагаемая система Stillsuit включает в себя сборную чашу из формованного силикона, которая облегает гениталии, с разной формой и размером для женщин и мужчин. Она находится внутри нижнего белья, изготовленного из нескольких слоев гибкой ткани.
Силиконовая чаша подключается к вакуумному насосу, активируемому влагой, который автоматически включается, как только астронавт начинает мочиться. После сбора моча направляется в систему фильтрации, где она перерабатывается в воду с эффективностью 87%. Система использует систему осмоса для удаления воды из мочи, а также насос для отделения воды от соли.
Сбор и очистка 500 мл мочи занимает всего пять минут. При развертывании очищенная вода может быть обогащена электролитами и возвращена астронавту в качестве энергетического напитка.
Система имеет размеры 38 см на 23 см на 23 см и весит около 8 кг, что было признано достаточно компактным и легким, чтобы носить ее на спине скафандра. Осенью команда планирует набрать 100 добровольцев в Нью-Йорке, чтобы протестировать систему на комфорт и функциональность.
«Нашу систему можно протестировать в условиях смоделированной микрогравитации, поскольку микрогравитация — это основной фактор пространства, который мы должны учитывать», — сказал Мейсон. «Эти тесты позволят убедиться в функциональности и безопасности системы до ее развертывания в реальных космических миссиях».
Подробная информация о прототипе опубликована в журнале Границы космических технологий.
