El astronauta de la ESA (Agencia Espacial Europea) Matthias Maurer reemplaza la vejiga en el ensamblaje del procesador de salmuera de la estación espacial. Fuente: NASA
Para las misiones espaciales que se aventuran más allá de la órbita terrestre baja, los nuevos desafíos incluyen satisfacer las necesidades básicas de los miembros de la tripulación sin tener que reponer los suministros desde tierra. La NASA está desarrollando sistemas de soporte vital que pueden regenerar o reciclar consumibles como alimentos, aire y agua, y los está probando en la Estación Espacial Internacional.
Idealmente, los sistemas de soporte vital deberían recuperar cerca del 98% del agua que traen las tripulaciones al comienzo de un viaje largo. El Sistema de Soporte de Vida y Control Ambiental de la Estación Espacial (ECLSS, por sus siglas en inglés) demostró recientemente que podría lograr este importante objetivo.
ECLSS es una combinación de equipos que incluye un sistema de recuperación de agua. Este sistema recolecta las aguas residuales y las envía a la Asamblea Procesadora de Agua (WPA), que produce agua potable. Un componente especializado utiliza deshumidificadores avanzados para capturar la humedad liberada en el aire de la cabina por el aliento y el sudor de la tripulación.
Otro subsistema, el Conjunto Procesador de Orina (UPA), recupera el agua de la orina por destilación al vacío. Una demostración de tecnología anterior en la estación espacial probó mejoras en la unidad de destilación UPA. La destilación produce agua y salmuera de orina, que todavía contiene algo de agua recuperable. Un conjunto de procesador de salmuera (BPA) desarrollado para extraer aguas residuales residuales se colocó en la estación espacial como demostración de su funcionamiento en microgravedad. Evaluaciones recientes mostraron que BPA ayudó al sistema a cumplir su objetivo de recuperación de agua del 98 %.
“Este es un paso adelante muy importante en la evolución de los sistemas de soporte vital”, dice Christopher Brown, miembro del equipo del Centro Espacial Johnson que administra el sistema de soporte vital de la estación espacial. “Digamos que recoges 100 libras de agua en la estación. Pierdes dos libras con eso, y el otro 98% simplemente da vueltas en círculos. Mantenerlo funcionando es un logro increíble”.
“Antes de BPA, nuestra recuperación total de agua generalmente se encontraba entre el 93 % y el 94 %”, dice Jill Williamson, gerente de subsistemas de agua de ECLSS. “Ahora hemos probado que con el procesador de salmuera podemos lograr una recuperación total de agua del 98%.
BPA toma la salmuera producida por UPA y la pasa a través de una tecnología de membrana especial, luego sopla aire caliente y seco sobre la salmuera para evaporar el agua. Este proceso produce aire húmedo que, al igual que el aliento y el sudor de la tripulación, es recogido por los sistemas de recogida de agua de la estación.
Toda el agua recolectada es tratada por WPA. Primero utiliza una serie de filtros especializados y luego un reactor catalítico que descompone cualquier resto de contaminantes. Los sensores verifican la pureza del agua y se recicla el agua inaceptable. El sistema también agrega yodo al agua aceptable para evitar el crecimiento microbiano y lo almacena listo para que lo use la tripulación. Cada miembro de la tripulación necesita alrededor de un galón de agua al día para consumo, preparación de comidas e higiene, como cepillarse los dientes.
El equipo admite que la idea de beber orina procesada puede resultar ofensiva para algunas personas. Sin embargo, enfatizan que el resultado final es mucho mejor que lo que producen los sistemas de agua municipales en la tierra.
“El procesamiento es básicamente similar a algunos sistemas de distribución de agua terrestre que se acaban de hacer en microgravedad”, dice Williamson. “La tripulación no bebe orina; bebe agua que ha sido recuperada, filtrada y purificada de tal manera que es más pura que la que bebemos aquí en la Tierra. Tenemos muchos procesos y muchas pruebas de suelo para asegurarnos de que estamos produciendo agua potable limpia”.
Los sistemas en ECLSS se han probado exhaustivamente, no solo para garantizar que funcionen según lo previsto, sino también para demostrar que cada uno es confiable y capaz de operar durante largos períodos de tiempo sin mucho mantenimiento o piezas de repuesto.
“Los sistemas ECLSS regenerativos se vuelven cada vez más importantes a medida que avanzamos más allá de la órbita terrestre baja”, dice Williamson. “La incapacidad de reabastecerse durante la exploración significa que debemos poder recuperar todos los recursos que necesita la tripulación durante estas misiones. Cuanta menos agua y oxígeno tengamos que enviar, más ciencia se puede agregar al vehículo de lanzamiento. Los sistemas de regeneración robustos y confiables significan que la tripulación no tiene que preocuparse por eso y puede concentrarse en el propósito real de su misión”.