ادرار فضانوردان با این دستگاه آب آشامیدنی می شود!

فضانوردان ممکن است به زودی با استفاده از این لباس‌های عجیب در دنیای واقعی قادر به تصفیه ادرار خود و برای تامین آب شرب مورد نیاز خود شوند.

به گزارش ایسنا، در آینده‌ای نه چندان دور، فضانوردان می‌توانند با استفاده از یک سیستم که در لباس فضایی آنها ادغام می‌شود، از آب استخراج شده از ادرار خود بنوشند، چرا که ممکن است هیچ چیز دیگری در دسترس نباشد.

در حال حاضر زمانی که فضانوردان مجبورند لباس فضایی خود را برای مدت طولانی بپوشند، مستقیماً در یک پوشک با حداکثر جذب موسوم به MAG ادرار می‌کنند که اساساً یک پوشک بزرگسالان است و ادرار در آن تا زمانی که فضانوردان بتوانند لباس‌شان را در بیاورند، نزدیک به پوست آنها می‌ماند.

نیازی به گفتن نیست که این شرایط چندان راحت یا بهداشتی نیست. علاوه بر این، ادرار موجود در MAG به سادگی همراه با بقیه لباس دفع می‌شود. این در حالی است که در یک فضاپیما یا در یک ایستگاه فضایی، هر قطره آب قابل شرب، ارزشمند است و این کار می‌تواند به عنوان یک هدررفت تلقی شود.

در کتاب‌ها و فیلم‌های علمی-تخیلی نیز دیده‌ایم که ساکنان سیاره‌های خشک و بیابانی دارای لباس‌های فضایی خاصی هستند که عرق و ادرار آنها را به آب آشامیدنی تصفیه می‌کند.

اکنون دانشمندان دانشگاه کرنل(Cornell) به رهبری پروفسور کریستوفر ای میسون، چنین سیستمی را در دنیای واقعی توسعه داده‌اند که در ادامه نحوه کار آن را درمی‌یابیم.

کاربران در این لباس از یک MAG اصلاح شده و ساخته شده از چندین لایه پارچه انعطاف پذیر استفاده می‌کنند که دارای یک مخزن جمع آوری سیلیکونی شده است که روی اندام تناسلی آنها قرار می‌گیرد. این لباس برای هر دو جنسیت ساخته شده است که در هر دو با میکروفیبر پلی‌استر یا مخلوط نایلون-اسپندکس پوشانده شده‌اند که ادرار را از پوست بدن دور می‌کند.

هنگامی که فرد استفاده کننده در مخزن این لباس ادرار می‌کند، ادرار توسط یک حسگر رطوبت یکپارچه شناسایی می‌شود که پمپی را تحریک می‌کند تا ادرار را از پوشش مخزن خارج کند و به یک کوله‌پشتی منتقل کند. در آنجا از یک سیستم تصفیه اُسمز(osmosis) دو مرحله‌ای(اسمز و اسمز معکوس) عبور می‌کند. این فرآیند، آب را از سایر اجزای ادرار از جمله نمک جدا می‌کند.

سپس به آب تصفیه شده به دست آمده الکترولیت‌هایی اضافه می‌شود تا در طول پیاده‌روی‌های فضایی یا سایر فعالیت‌هایی که ممکن است چندین ساعت طول بکشد، آب مورد نیاز فضانوردان را تامین کند.

در مرحله آخر نیز آن آب غنی شده به یک کیسه نوشیدنی پمپاژ می‌شود.

اُسمز یا گذرندگی به فرآیندی گفته می‌شود که طی آن حلال از طریق یک غشای نیمه‌تراوا از جایی که محلول رقیق‌تر است به جایی که محلول غلیظ‌تر است، نفوذ می‌کند. عبور آب از غشای تراوایی را اسمز می‌گویند که حرکت از ناحیه رقیق به غلیظ است. در اسمز برای جابجایی انرژی مصرف نمی‌شود. برای مثال هنگامی که در یک ظرف آب خالص و در ظرف دیگر محلول آب و شکر و بین آنها غشای تراوا وجود داشته باشد، به طوری که حجم مواد در دو ظرف یکسان باشد، آب از ناحیه رقیق(آب خالص) به ناحیه غلیظ(محلول آب و شکر) حرکت می‌کند.

در حالی که لباس‌های فضایی هم اکنون نیز چنین کیسه‌های آبی را در خود جای داده‌اند، این کیسه‌ها در این لباس جدید می‌توانند کوچک‌تر شوند و به شکل دوره‌ای با آب تصفیه شده حاصل از تصفیه ادرار پر شوند.

در نمونه اولیه این سیستم، جمع‌آوری و تصفیه ۵۰۰ میلی‌لیتر ادرار تنها پنج دقیقه طول می‌کشد. علاوه بر این، در تصفیه ادرار به آب آشامیدنی با بازدهی ۸۷ درصدی عمل می‌کند.

ابعاد این کوله پشتی که با باتری کار می‌کند، ۳۸ در ۲۳ در ۲۳ سانتی‌متر است و وزن آن حدود هشت کیلوگرم است. البته این ارقام احتمالاً با توسعه بیشتر این فناوری کمتر می‌شوند.

میسون می‌گوید: سیستم ما را می‌توان در شرایط ریزگرانش شبیه‌سازی‌شده آزمایش کرد، زیرا ریزگرانش اصلی‌ترین عامل فضایی است که باید به آن توجه کنیم. این آزمایش‌ها عملکرد و ایمنی سیستم را قبل از استقرار در مأموریت‌های فضایی واقعی تضمین می‌کند.

مقاله‌ای در مورد این پروژه به تازگی در مجله Frontiers in Space Technologies منتشر شده است.

تماشاخانه

شکوه فرش ایرانی از دوره صفوی در اروپا ؛ هیجان مدیر گالری کریستی هنگام تعریف کردن را ببینید (فیلم)

عینک عجیبی که با استفاده از هوش مصنوعی چهره افراد را شناسایی می‌کند (فیلم)

فیلم های دیگر