سیستم تصفیه هوای جدیدی که نفس‌کشیدن را برای فضانوردان راحت‌تر می‌کند

به تازگی سیستم تصفیه‌ی هوای ­جدیدی در بخش منابع حیاتی ایستگاه فضایی نصب و راه‌اندازی شده است. این سیستم با کارآیی منحصر به فرد خود قادر است تا به مقدار قابل توجهی مصرف آب برای تولید اکسیژن فضانوردان را کاهش دهد. با تک‌فارس همراه باشید.

راه‌اندازی این سیستم گامی بزرگ در راستای تأمین نیازهای حیاتی در خارج از جو زمین به حساب می‌آید تا شاید روزی امکان تولید اکسیژن نامحدود برای مأموریت‌های طولانی فضانوردان میسر باشد، همانطور که در آینده‌ای نزدیک چنین سیستم‌هایی نقشی حیاتی در مأموریت‌های فضایی به دور ماه و مریخ ایفا خواهند کرد.

سیستم پیشرفته‌ی حلقه-بسته تصفیه‌ی هوا که به‌طور اختصار ACLS نام دارد، توسط آژانس فضایی اروپا طراحی و ساخته شده است و در اواخر سپتامبر با فضاپیمای ژاپنی HTV-7 cargo به ایستگاه بین‌المللی منتقل شده است. این سیستم می‌تواند مقدار آب مورد نیاز برای تولید اکسیژن را تا ۴۰۰ لیتر (۱۰۰ گالن) کاهش دهد.

تصفیه هوای جدید که وزنی بالغ بر ۷۵۰ کیلوگرم دارد، در قفسه‌ای در اندازه‌ی ۲ متر در ۱ متر نصب شده است و ۵۰ درصد دی‌اکسید کربن تولید‌شده توسط فضانوردان را به اکسیژن تبدیل می‌کند. هنگامی که هوا از داخل سیستم ACLS عبور ‌کند، دی‌اکسید‌کربن موجود در هوا درون دانه‌های کوچک آمین (ترکیبی ارگانیک شبیه به آمونیاک) به دام می‌افتد.

در همین مورد دانیله لاورینی، سرپرست تیم تحقیقاتی، گفت:

زمانی که دی‌اکسید‌کربن را از هوا جدا کنیم، ترکیبات آن را کنار گذاشته و دی‌اکسید‌کربن خالص بدست می‌آید. سپس آن را با هیدروژن واکنش داده و آب را در کنار متان تولید می‌کنیم.

از آب تولید‌شده، هیدروژن و از همه مهم‌تر اکسیژن بدست می‌آید که در نتیجه فضانوردان می‌توانند از آن برای تنفس استفاده کنند. در گذشته فضانوردان مجبور بودند آب مورد نیاز برای تولید اکسیژن را از زمین به ایستگاه فضایی منتقل کنند. این فرآیند جدید قادر است به مقدار مساوی آب و متان تولید کند اما درحال حاضر متان تولید‌شده که در حالت گرد و غبار کربن ظاهر می‌شود، هیچ استفاده‌ای در ایستگاه فضایی ندارد.

لاورینی در ادامه گفت:

با امکانات و شرایط موجود در ایستگاه فضایی، تولید متان خالص و بدست‌آوردن موادی مفید از آن بسیار چالش‌‌بر‌انگیز است. حالت گرد و غبار متان در شرایط میکرو‌گرانشی بی‌نظم است، از این رو ما متان را در محیط فضا رها می‌کنیم.

لاورینی همچنین اذعان داشت که تیم تحقیقاتی برنامه‌ای برای افزایش بهره‌وری بیش ‌از ۵۰ درصد و بهبود عملکرد سیستم تصفیه هوا ندارد اما دانشمندان این پروژه قرار است تا سال آینده، سیستم خود را بر روی جلبک تولید‌شده با روش فوتو‌بیورآکتور آژانس فضایی آلمان DLR آزمایش کنند.

لاورینی افزود:

دی‌اکسید‌کربن تولید شده برای تغذیه به جلبک‌ها فرستده می‌شود. جلبک‌ها با استفاده از این دی‌اکسید‌کربن رشد کرده و از طریق فتوسنتز اکسیژن تولید خواهند کرد. به این صورت در آینده‌ای دور می‌توانیم از جلبک‌ها به‌طور مستقیم برای تصفیه‌ی هوای کابین فضاپیما استفاده کنیم.

قرار است سیستم ACLS در ماه نوامبر بر روی ماژول ایالات متحده نصب و راه‌اندازی شود تا نیمی از اکسیژن مورد نیاز برای سه فضانورد را تأمین کند؛ ایستگاه فضایی در حال حاضر دارای شش خدمه است که تا نه نفر نیز می‌توانند در آن زندگی کنند. قرار است تا آژانس فضایی این سیستم را تا دو سال آینده مورد ارزیابی قرار دهد. لازم به ذکر است که آب آشامیدنی مورد نیاز در این ایستگاه فضایی نیز همچنان از تصفیه‌ی ادرار بدست می‌آید.

در آینده شاید سیستم‌های مشابه ACLS برای تصفیه‌ی هوای ایستگاه فضایی قمری مورد استفاده قرار گیرد. این ایستگاه فضایی که زیر نظر سازمان‌های بزرگ فضایی جهان در دست ساخت است، قرار است در مداری به دور ماه به چرخش در آید و زمینه‌ی مناسبی را برای گسترش تحقیقات بر روی این کره فراهم کند. اما به هر حال طبق گفته‌ی لاورینی اولویت راه‌اندازی سیستم تصفیه‌ی هوا با مأموریت‌های طولانی و مهم آژانس فضایی است. وی در این باره گفت:

رابطه‌ی مستقیمی میان تعداد روزهای یک مأموریت با تجهیزات همراه وجود دارد. بر روی زمین، اگر بخواهید برای چند هفته به مسافرت بروید، نیازی نیست تا ماشین لباس‌شویی خود را نیز با خود حمل کنید. در فضا نیز این‌گونه است، تنها زمانی سیستم تصفیه‌ی هوا به کار میآید که مأموریت در بازه‌ی زمانی ۹۰ یا ۱۲۰ روزه انجام شود.

بر این اساس، سیستم تصفیه‌ی هوا به یک گزینه‌ی حیاتی در مأموریت‌های آینده‌ی مریخ مبدل خواهد شد. از آن‌جایی که در این‌گونه مأموریت‌ها امکان تأمین مجدد آب مصرفی برای تولید اکسیژن وجود نخواهد داشت و همین‌طور حمل تمامی آب مورد نیاز مأموریت بسیار هزینه بر است، این تکنولوژی جدید بسیار کارآمد خواهد بود.

آژانس فضایی اروپا در حال حاضر مشغول کار بر روی سیستم حلقه-بسته‌ای به نام Melissa است که بتواند تمام منابع حیاتی ائم از غذا، آب و اکسیژن مورد نیاز فضانوردان را در سفر به مریخ بازیافت کند. این سیستم با عملکردی مشابه ACLS، مدفوع، فاضلاب و هوای مصرف‌شده‌ی فضانوردان را دریافت کرده و آن‌ها را به‌وسیله‌ی جلبک و گیاهان اصلاح‌شده‌ی ژنتیکی به آب و اکسیژن تبدیل می‌کند. همچنین گیاهان موجود در سیستم Melissa برای تغذیه‌ی فضانوردان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نظر شما کاربران تک‌فارس در مورد سیستم تصفیه‌ی هوای ایستگاه فضایی چیست؟ دیدگاه خود را برای ما ارسال کنید.