Z „Diuny” do rzeczywistości: opracowano bieliznę i plecak dla astronautów, które odzyskują wodę z moczu

W tym artykule:

1. Jak astronauci radzą sobie z toaletą
2. Pomysł na kosmiczne filtraki
3. Z plecakiem na Księżyc?

Fremeni to rdzenna ludność zamieszkująca pustynie na planecie Arrakis. Wymyślił ich Frank Herbert, autor „Diuny”. Zadbał, by Fremeni wypadli wiarygodnie – jako lud od wieków radzący sobie z życiem w skrajnie trudnych warunkach. By przetrwać w miejscu, gdzie nie ma wody, za to stale jest piekielnie gorąco, Fremeni opracowali specjalny strój.

Filtrak to ubranie, które zapobiega utracie wilgoci przez noszącego je człowieka. Jak? Odzyskuje wodę z potu i moczu. Woda trafia do specjalnych komór i nadaje się do ponownego wykorzystania. Filtrak jest tak skuteczny, że nosząca go osoba, jak czytamy w „Diunie”, traci „nie więcej niż naparstek wody dziennie”.

Pomysł Herberta jest tak atrakcyjny, że aż się prosi o przeniesienie go do rzeczywistości. Najnowszą próbę podjęli naukowcy z Uniwersytetu Cornella. Swoje rozwiązanie opisali w artykule opublikowanym w czasopiśmie „Frontiers in Space Technology”. To projekt „kosmicznego filtraka” – niestety, nieco mniej poręczny niż strój Fremenów zaprojektowany do najnowszej ekranizacji „Diuny” przez kostiumolożkę Jacqueline West.

Jak astronauci radzą sobie z toaletą

Trzeba zacząć od tego, że pomysł naukowców nie jest przeznaczony do wykorzystania na Ziemi (nawet na pustyniach). Ma on pomóc astronautom. Jedną z bolączek podróży kosmicznych jest tzw. MAG. Formalnie to odzież o maksymalnej chłonności (ang. maximum absorbency garment). W praktyce – chłonna pielucha, którą astronauci zakładają wraz z kombinezonem na czas startu, lądowania i spacerów kosmicznych.

Jak łatwo się domyśleć, korzystanie z MAG to nic przyjemnego. Astronauci narzekają na brak komfortu i higieny. Ale nie tylko. – Zdarzało się, że MAG przeciekał, a także powodował problemy zdrowotne: infekcje dróg moczowych i kłopoty żołądkowo-jelitowe – opowiada Sofia Etlin z Weill Cornell Medicine.

NASA przygotowuje się do wysłania astronautów na Księżyc. Misja będzie obejmowała spacery po Księżycu, nieraz wielogodzinne. Tymczasem dotychczasowe kombinezony mają zaledwie litrowe kieszenie na płyny. Astronauci chcieliby ich powiększenia, a także dodania jeszcze jednej – na bezkofeinowe napoje energetyczne.

Pomysł na kosmiczne filtraki

Jak pogodzić obie te potrzeby na raz? Etlin wraz ze współpracownikami zaprojektowała urządzenie do zbierania moczu. Składa się ono z bielizny wykonanej z wielu warstw elastycznego materiału oraz z miseczek z silikonu. Miseczki, pasujące do genitaliów, mają inny kształt i rozmiar dla kobiet i mężczyzn. Wyłożone są mikrofibrą, która odprowadza mocz z dala od ciała.

Następnie płyn jest zasysany przez pompę próżniową. Ta przekierowuje go do systemu filtrów, które odfiltrowują wodę z moczu i usuwają z niej sól. Skuteczność dwuetapowego procesu wynosi 87 proc. Oczyszczona woda jest na koniec wzbogacana w elektrolity i pompowana do znajdującej się w kombinezonie torby na napoje. Pobranie i oczyszczenie 500 ml moczu zajmuje tylko pięć minut.

Z plecakiem na Księżyc?

Niestety, rozwiązaniu naukowców daleko do wygodnych, lekkich i niekrępujących ruchów filtraków z „Diuny”. Pompy i cały system filtrujący astronauci musieli nosić na własnych plecach. Zaprojektowany plecak ma wymiary 38x23x23 cm. Naukowcy policzyli, że ważyłby ok. 8 kg. Teoretycznie jest to do udźwignięcia – tym bardziej w warunkach zmniejszonej grawitacji.

Czy przyszli lunonauci będą korzystać z takich plecaków? Po opracowaniu prototypu naukowcy przygotowują się do testów: najpierw w symulowanych warunkach, a później w czasie prawdziwych spacerów kosmicznych. – Testy zapewnią funkcjonalność i bezpieczeństwo systemu przed jego wdrożeniem w rzeczywistych misjach kosmicznych – podkreśla Christopher E. Mason, stale współpracujący z NASA genetyk i fizjolog, główny autor pracy.

Źródło: Phys.org, Frontiers in Space Technology.

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com