Амбициозный план NASA по отправке людей на Луну может неожиданно зависеть от бытовых привычек нескольких аспирантов Университета Северной Дакоты. Ради науки они проверят пределы возможностей мобильной системы очистки сточных вод, которая должна превращать человеческие отходы в питательные вещества для растений и другие экологичные материалы. Испытание станет своего рода стресс-тестом: исследователи оценят, насколько хорошо Divergent Deployable Wastewater Treatment Facility выдерживает регулярную эксплуатацию и высокую нагрузку в среде, максимально похожей на лунную базу.
Работа, мягко говоря, не из приятных, но кому-то ее нужно делать.
«Тесты помогут NASA оценить работу системы в реальных условиях, потребности в подготовке экипажа, надежность оборудования и то, как имитаторы сточных вод соотносятся с настоящими метаболическими отходами человека в среде аналоговой миссии», — сказал в заявлении профессор химической инженерии Университета Северной Дакоты и участник испытаний Али Алшами.
Мобильный комплекс состоит из трех отдельных биореакторов, каждый из которых отвечает за свой тип отходов. Фекалии, моча и пищевые отходы перерабатываются раздельно, поскольку в них разное содержание солей, твердых частиц, углерода, азота и фосфора. Один реактор обрабатывает фекалии и пищевые отходы, превращая их в богатую питательными веществами воду, которой можно питать растения. Два других работают с мочой и серой водой после душа и стирки; часть этой воды можно отфильтровать и снова использовать как чистую питьевую воду. Для астронавтов процесс должен быть довольно привычным по меркам жизни на Международной космической станции (МКС): они пользуются туалетом как обычно, а система автоматически перенаправляет отходы на месте в соответствующий биореактор.
Весь процесс размещен в мобильном трейлере размером 8,5 на 24 фута. Помимо биореакторов, в установке есть вертикальный сад, который поддерживается за счет переработанных сточных вод. Задача системы — решить сразу две проблемы: эффективно утилизировать отходы, а затем использовать их для обеспечения лунного сельского хозяйства. И то и другое критически важно, если астронавты хотят получить шанс на строительство долгосрочных баз на Луне или даже на Марсе. В этой связи NASA рассчитывает начать возведение полупостоянной лунной конструкции, или «лунной базы», к 2029 году.
Там, где еще не бывали люди
Обращение с отходами в космосе с первых лунных миссий сильно изменилось. В 1960-х астронавты NASA из программы Apollo оставили на поверхности Луны 96 мешков с человеческими отходами — внутри были фекалии, моча и рвота, — чтобы сэкономить вес. Скорее всего, эти мешки до сих пор там и лежат.
К счастью, десятилетия исследований привели к тому, что астронавтам больше не нужно справлять нужду в мешок, по крайней мере большую часть времени. В последней миссии Artemis был установлен полностью рабочий космический туалет, хотя он вышел из строя почти сразу после старта.
Переработка сточных вод тоже заметно продвинулась. В 2023 году NASA добилось прорыва: бортовая система жизнеобеспечения на МКС смогла восстановить почти 98 процентов всего воздуха, пота и мочи, доставленных на станцию экипажем. В будущем астронавты во время длительных выходов в открытый космос могут также использовать этот рюкзак в духе Dune, который в одном замкнутом цикле фильтрует мочу и пот в питьевую воду.
Такие технологии показывают, насколько важной для дальних космических миссий становится переработка отходов. Для будущих баз на Луне и Марсе это не второстепенная деталь, а одна из систем жизнеобеспечения. Если испытания пройдут успешно, у NASA появится еще один рабочий вариант для автономных поселений вне Земли.
