NASA, Gelecekteki Ay Üssü İçin Atık Su Arıtma Tesisini Test Ediyor

Ay ve Mars'taki uzun süreli görevlere hazırlanmaya yardımcı olabilecek, NASA'nın Florida'daki Kennedy Uzay Merkezi'nde inşa edilen mobil atık su arıtma sistemi, uzay limanından yola çıkarak Grand Forks'taki Kuzey Dakota Üniversitesi'ne ulaştı. Üniversitedeki yüksek lisans öğrencileri, teknolojiyi başka bir gezegen yüzeyinde çalışmanın zorluklarını yakından taklit edecek şekilde tasarlanmış koşullar altında test edecekler.

Iraksak Konuşlandırılabilir Atık Su Arıtma Tesisi, mürettebatın atık sularını, gelecekteki kaşiflerin her gün ihtiyaç duyacağı faydalı kaynaklara dönüştürmek için tasarlanmıştır. Kuzey Dakota Üniversitesi'ndeki ekipler, bu yeni atık su sistemini üniversitenin Entegre Ay/Mars Analog Habitatı ile entegre edecek. Öğrenci operatörler ve NASA araştırmacıları, tesisin habitat benzeri bir ortama bağlandığında ve mürettebatın başka bir gezegende karşılaşabileceği türden operasyonel sınırlamalara maruz kaldığında nasıl performans gösterdiğini inceleyecek.

NASA Kennedy'deki Mars Kampanya Ofisi yüzey suyu sistemleri lideri Luke Roberson, "NASA'nın Artemis programı, yaşam alanlarının astronotları kısmi yerçekiminde destekleyen sabit tedarik zincirinden uzakta çalışması gereken Ay'da sürekli bir insan varlığının temelini atıyor" dedi. "Bu zorluğu çözmek için, atık suyu bitkiler ve biyoimalat için besin hammaddelerine dönüştürecek sürdürülebilir ay yüzeyi sistemlerinin geleceğini geliştiriyoruz."

2,5 x 24 metrelik bir römorkun içinde yer alan tesis, üç biyolojik reaktör sistemini, dikey bir bahçeyi, su temizleme donanımını, çevresel izlemeyi, otonom kontrol yazılımını ve güvenlik sistemlerini bir araya getiriyor. Römork şu şekilde donatılmıştı: NASA Kennedy konuşlandırılabilir bir laboratuvar olarak işlev görmek ve teknoloji olgunlaştıkça en az iki simülasyon test alanı arasında seyahat etmek.

Dünyadaki atık su sistemlerinden farklı olarak bu tesis, atık akışlarını ayrı tutuyor. Bu farklı yaklaşım küçük ekipler için önemlidir çünkü dört ila sekiz kişiden oluşan atık su oldukça konsantre olabilir. İdrar, hijyen suyu, çamaşır suyu, dışkı atığı ve yiyecek atıklarının her biri farklı seviyelerde tuz, katı madde, karbon, nitrojen, fosfor ve diğer bileşikleri içerir. Bunların ayrı ayrı işlenmesi, her akışın işe en uygun reaktör tarafından işlenmesine olanak tanır.

Bunu yapmak için sistem, atık akışlarını arıtmak üzere üç farklı biyoreaktör kullanıyor. Anaerobik Fototrofik Membran Biyoreaktör, dışkı ve gıda atıklarını işler ve bunları bitki büyümesini destekleyebilecek besin açısından zengin bir atık suya dönüştürür. Askıda Aerobik Membran Biyoreaktörü idrarı ve yıkama suyunu işler. Membran Havalandırmalı Biyolojik Reaktör hijyen ve çamaşır yıkama faaliyetlerinden kaynaklanan gri suyu arıtır. Biyoreaktörler toplu olarak tesisin dikey bahçesini beslemek ve suyu yeniden kullanıma hazırlamak için besinleri işliyor. Bu bahçenin içinde ürünler, biyoreaktörlerden elde edilen besin solüsyonları kullanılarak hidroponik olarak veya toprak kullanılmadan büyüyecek. Araştırmacılar mahsul performansını standart hidrofonik besinler kullanılarak yetiştirilen bitkilerle karşılaştıracak.

Kuzey Dakota'da, bir NASA EPSCoR (Rekabetçi Araştırmayı Teşvik Etmek İçin Oluşturulan Program) hibesi ile tesis, idrar yönlendirme tuvaleti içeren bir banyo arayüzü aracılığıyla Entegre Ay/Mars Analog Habitatına bağlandı. Kurulum, farklı atık akışlarının kaynağında ayrılmasına ve doğru arıtma sistemlerine gönderilmesine olanak tanıyacak. Buna paralel olarak Ali Alshami'nin ekibi, uzun süreli yerleşim görevleri için su geri kazanım verimliliğini, kirletici madde reddini ve genel sistem dayanıklılığını artırmak amacıyla farklı atık su tesisine gelecekte entegrasyona yönelik yeni membran bazlı ayırma teknolojileri geliştiriyor.

Alshami, "Testler, NASA'nın gerçek dünyadaki operasyonu, mürettebat eğitim ihtiyaçlarını, sistem güvenilirliğini ve atık su simülasyonlarının analog bir görev ortamında gerçek insan metabolik atıklarıyla nasıl karşılaştırıldığını değerlendirmesine yardımcı olacak" dedi.

Bu çabalar, kapalı döngü dünya dışı ortamlarda üretilen karmaşık atık su akışlarını idare edebilen kompakt, enerji açısından verimli arıtma yaklaşımlarının geliştirilmesine odaklanmaktadır.

Kuzey Dakota Üniversitesi Uzay Çalışmaları profesörü ve bölüm başkanı Pablo De Leon, "Kuzey Dakota Üniversitesi'ndeki test kampanyası, tesisin laboratuvar ölçeğinde doğrulamadan ilgili Şişirilebilir Ay/Mars Analog Habitat ortamında gösteriye kadar teknolojik olgunlaşmasını destekliyor" dedi.

Alınan dersler, ajansın Houston'daki Johnson Uzay Merkezi'ndeki izolasyon analogları aracılığıyla NASA'nın yeni nesil yıl boyu simüle edilmiş Mars misyonlarıyla potansiyel entegrasyon da dahil olmak üzere gelecekteki yüksek kaliteli testler için bilgi sağlayabilir.

Çalışma, NASA'nın Dünya tarafından sağlanan sarf malzemelerine bağımlılığı azaltmak için biyolojik yaklaşımlar geliştiren daha geniş Biyorejeneratif Yaşam Destek Sistemleri çabasının bir parçası. Gelecekteki Ay veya Mars habitatlarında, atık su arıtma tesisi gibi sistemler, suyu geri kazanarak, besin maddelerini geri dönüştürerek, mahsul üretimini destekleyerek ve depolanması veya atılması gereken atık miktarını azaltarak yaşam destek döngülerinin kapatılmasına yardımcı olabilir. Daha fazla NASA araştırması, biyorejeneratif yaşam desteğinin uzay yolculuğu için mevcut yaşam desteği teknolojilerine göre nasıl daha etkili hale geldiğini gösteren ticari çalışmaları tamamladı.

NASA araştırmacıları ayrıca atık sudan geri kazanılan kaynakların uzayda üretimi nasıl destekleyebileceğini araştırıyorlar. Bir çaba, biyorejeneratif atık su sistemlerinden gelen besin açısından zengin suyun, polilaktik asite dönüştürülebilen laktik asit üreten mikropları nasıl besleyebileceğini incelemektir. Malzeme bir gün gevşek, parçalı yüzey malzemesi olan ay veya Mars regoliti ile 3 boyutlu baskı için bir bağlayıcı olarak hizmet edebilir veya geri kazanılan atıkların değerini su ve gıda sistemlerinin ötesine taşıyarak yedek parçalar için kullanılabilir.

Washington'daki NASA Genel Merkezindeki Mars Kampanya Ofisi yüzey sistemleri alan lideri JJ Edelmann, "Tesisi NASA Kennedy'den Kuzey Dakota'ya göndererek, ajans döngüsel ekonominin önemli bir bölümünü laboratuvardan çıkarıp gerçek dünya testine taşıyor" dedi. "Çalışma atık su ile başlayabilir ancak hedefi çok daha büyük. Gelecekteki mürettebatın Ay'da sürdürülebilir bir şekilde yaşamasına, Dünya'dan daha uzakta nasıl çalışılacağını öğrenmesine ve bu dersleri Mars'a taşımasına yardımcı olmak istiyoruz."

Ajansın ay ve Mars araştırmaları hakkında daha fazla bilgi edinmek için şu adresi ziyaret edin:

https://nasa.gov/esdmd