NASA testuje unikátní systém pro recyklaci odpadní vody: Měsíční základny budou soběstačné

NASA intenzivně pracuje na vývoji technologií, které umožní dlouhodobou a udržitelnou lidskou přítomnost na Měsíci a Marsu. Jedním z klíčových projektů je testování zařízení na čištění odpadních vod, které má přeměnit posádkové odpadní vody na užitečné zdroje.

NASA intenzivně pracuje na vývoji technologií, které umožní dlouhodobou a udržitelnou lidskou přítomnost na Měsíci a Marsu. Jedním z klíčových projektů je testování zařízení na čištění odpadních vod, které má přeměnit posádkové odpadní vody na užitečné zdroje. Toto inovativní zařízení, nazvané Divergent Deployable Wastewater Treatment Facility, bylo vyvinuto v Kennedyho vesmírném středisku na Floridě a nyní je podrobeno důkladným testům na University of North Dakota v Grand Forks. Zde budou studenti a výzkumníci NASA simulovat podmínky, které se co nejvíce blíží výzvám provozu na jiné planetě.

Cílem programu Artemis je položit základy pro trvalou lidskou přítomnost na Měsíci, kde budou muset habitaty fungovat daleko od stálého zásobovacího řetězce. Luke Roberson, vedoucí systémů povrchových vod v kanceláři Mars Campaign Office v NASA Kennedy, zdůrazňuje, že je nezbytné vyvinout udržitelné lunární povrchové systémy, které dokážou zpracovat odpadní vodu na živiny pro rostliny a pro biovýrobu. Zařízení je umístěno v přívěsu o rozměrech 2,6 x 7,3 metru a integruje tři biologické reaktorové systémy, vertikální zahradu, hardware pro čištění vody, monitorování životního prostředí, autonomní řídicí software a bezpečnostní systémy. Přívěs byl upraven tak, aby fungoval jako mobilní laboratoř a mohl cestovat mezi různými testovacími místy.

Na rozdíl od pozemských systémů pro čištění odpadních vod tento systém udržuje odpadní proudy oddělené. Tento divergentní přístup je zásadní pro malé posádky, protože odpadní voda od čtyř až osmi lidí může být vysoce koncentrovaná. Moč, voda z hygieny, voda z praní, fekální odpad a potravinový odpad obsahují různé úrovně solí, pevných látek, uhlíku, dusíku, fosforu a dalších sloučenin. Oddělené zpracování umožňuje, aby každý proud byl zpracován reaktorem, který je pro danou práci nejvhodnější. Systém využívá tři různé bioreaktory: Anaerobní fototrofní membránový bioreaktor zpracovává fekální a potravinový odpad a přeměňuje jej na živinami bohatou odpadní vodu pro růst rostlin. Suspendovaný aerobní membránový bioreaktor zpracovává moč a splachovací vodu. Membránový provzdušňovaný biologický reaktor čistí šedou vodu z hygienických a pracích činností. Bioreaktory společně zpracovávají živiny pro vertikální zahradu zařízení a připravují vodu k opětovnému použití. V této zahradě budou plodiny pěstovány hydroponicky, tedy bez půdy, za použití živných roztoků odvozených z bioreaktorů. Výzkumníci budou porovnávat výkon plodin s rostlinami pěstovanými za použití standardních hydroponických živin.

Na University of North Dakota bylo zařízení v rámci grantu NASA EPSCoR (Established Program to Stimulate Competitive Research) připojeno k integrovanému lunárnímu/marťanskému analogovému habitatu prostřednictvím koupelnového rozhraní, které zahrnuje toaletu s oddělením moči. Toto nastavení umožní oddělit různé odpadní proudy u zdroje a poslat je do správných systémů čištění. Tým Aliho Alshamiho souběžně vyvíjí nové membránové separační technologie pro budoucí integraci do zařízení, s cílem zlepšit účinnost získávání vody, eliminaci kontaminantů a celkovou odolnost systému pro dlouhodobé mise. Testy pomohou NASA vyhodnotit reálný provoz, potřeby výcviku posádky, spolehlivost systému a srovnání simulovaných odpadních vod se skutečným lidským metabolickým odpadem v analogovém prostředí mise. Tyto snahy se zaměřují na pokrok v kompaktních, energeticky účinných přístupech k čištění, schopných zpracovávat složité odpadní proudy generované v uzavřených mimozemských prostředích. Získané poznatky by mohly posloužit pro budoucí testy s vyšší věrností, včetně potenciální integrace s další generací ročních simulovaných misí na Mars v izolačních analogových prostředích v Johnsonově vesmírném středisku v Houstonu.