В повседневной жизни мы не придаем большого значения мусору. Когда он скапливается дома, его достаточно просто выкинуть в мусоропровод или отнести на контейнерную площадку. Но в космосе все значительно сложнее. Давайте разберемся, что экипаж МКС делает с отходами — как их утилизируют и перерабатывают.
Почему утилизация мусора в космосе так важна
Представьте, что вы находитесь в ограниченном пространстве, которое постоянно заполняется мусором. Даже на МКС, где современные технологии помогают минимизировать количество отходов, они все равно накапливаются. Встает вопрос — что с ними делать?
Выбросить мусор за борт — не вариант, причем не только из этических соображений. Проблема космических отходов в последние годы все сильнее обостряется: в свободном пространстве даже небольшой предмет может развить высокую скорость, повредить обшивку корабля или вывести из строя спутник.
На МКС появляются и продукты жизнедеятельности человека — это моча и конденсат, который создается из-за испарения пота. Складировать все это станции в каких-либо специальных емкостях на постоянной основе не получится — нужно слишком много места.
Потому на МКС отработали особую систему решения «мусорного вопроса». Она сочетает в себе утилизацию и переработку.
Как быть с плотными отходами
Доставка грузов на космическую станцию организована через специальные корабли. Они регулярно доставляют воду, провизию и оборудование — все что нужно космонавтам для полноценной жизни.
Когда грузовой корабль состыковывается с МКС, он остается в таком положении еще некоторое время и выполняет роль мусорного контейнера. Все плотные отходы на станции упаковываются в специальные вакуумные пакеты. Таким образом удается значительно уменьшить место, которое они занимают.
Пакеты относятся в грузовой корабль, и когда он полностью заполняется, его отстыковывают. Но на Землю все это не возвращается, а просто сгорает в верхних слоях атмосферы.
Что делать с жидкими отходами
Логично было бы предположить, что жидкости тоже отправляются в грузовой корабль. Но это не так. На станции занимаются их переработкой для повторного использования. Зачем это нужно? Чтобы удешевить новые космические полеты.
У космического корабля есть важный показатель — полезная нагрузка. Тяжелые ракеты, такие, как «Ангара-5» создаются именно для увеличения доступной полезной нагрузки. Но чем этот показатель больше, тем сложнее и дороже запуск, потому что приходится тратить больше топлива.
Удаление из багажа части воды помогает сэкономить место в грузовом корабле и заполнить его чем-то не менее полезным.
На МКС в сутки на одного члена экипажа приходится 4 л воды. Этого должно быть достаточно, и чтобы напиться и для приготовления пищи и даже гигиенических процедур. С момента начала использования космических станций инженеров интересовал вопрос, как добиться постоянной рециркуляции жидкости, чтобы потратить запас полезной нагрузки на что-то другое.
Важность переработки подчеркивают и ученые. К примеру, Кристофер Браун из Научного центра Джонсона, занимающийся обслуживанием систем жизнеобеспечения МКС отмечает: «Просто представьте, что из 100 фунтов нагрузки, которые приходятся на воду, тратится только 2, а остальное продолжает рециркулировать. Это действительно внушительные показатели».
Не так давно на МКС установили рекорд — космонавты отчитались, что теперь 98% жидкости обрабатывается до состояния, которое можно использовать повторно.
Как удалось добиться 98% рециркуляции и в чем это помогает
Высокие показатели повторного использования жидкости — это результат упорной многолетней работы инженеров и модернизации системы контроля окружающей среды на МКС. К примеру, на станции установлен агрегат обработки мочи (АОМ). Оно использует метод вакуумной дистилляции, чтобы очистить урину от примесей.
В результате получается соляной раствор. Ранее агрегат выдавал уровень извлечения воды в диапазоне от 93 до 94%. Недавно его модернизировали и установили механизм обработки самого раствора. Он пропускается через мембранные фильтры, а затем обрабатывается сухим воздухом. Именно эта мера позволила вывести показатели рециркуляции к 98%.
Интересно, что аналогичным образом обрабатывается пот и другая влага, которая выделяется организмом человека. При этом процесс не ограничивается одной только дистилляцией. Используется система фильтрации, каталитический раствор. Все это помогает удалить даже самые мелкие загрязнения.
Чтобы полностью устранить любые угрозы для организма человека от употребления подобной жидкости, она проверяется специальными датчиками. Дополнительная мера защиты — йодирование всей жидкости. Это помогает остановить рост микробов.
Когда речь заходит о подобных технологиях, многие могут поморщиться и заметить, что не завидуют космонавтам. Но ученые отмечают, что уровень качества обработанной воды, получаемой подобным способом, оказывается даже выше, чем у той, что мы пьем на Земле. Да и сами члены экипажа МКС не жалуются на необходимость употребления продуктов рециркуляции.
Большие перспективы
Как и многое другое из научной практики МКС, дистилляция и повторное использование жидкости — это масштабируемая технология. Подобные агрегаты и методы финишной очистки можно будет использовать при колонизации других планет. Уже сегодня понятно, что первые колонисты могут столкнуться с нехваткой воды, а доставлять ее каждый раз с Земли было бы накладно.
А вот относительно утилизации мусора пока многое неясно. Вполне вероятно, что на ранних этапах строительства инопланетных баз предстоит использовать такие же мусорные полигоны, которые пока применяются на Земле.