Обратный осмос - в водоочистке космос!

12 апреля мы отмечаем День космонавтики – день, когда человек покорил космическое пространство. Юрий Алексеевич Гагарин подчинил космос, опираясь на плечи гигантов – великих ученых своего времени, которые создавали сложнейшие технологические решения: от уникальных сплавов и ракетного топлива до систем жизнеобеспечения и точнейшей навигации. Космонавтика – это высшая форма синергии человека и технологий. Сегодня мы поздравляем всех, кто верит в силу прогресса, кто ежедневно занимается поиском новых решений и чья пытливая мысль раздвигает границы возможного – так же, как это сделали создатели корабля «Восток-1».

Вода в первом полете.

Юрий Алексеевич провел в космосе 108 минут. Казалось бы, зачем для такого короткого срока решать сложные вопросы жизнеобеспечения? Но ученым было важно понять: может ли человек физически глотать и усваивать воду в невесомости. Во время полета Ю. А. Гагарин сообщил: «Произвел прием воды и пищи. Воду и пищу принял нормально, принимать можно. Никаких физиологических затруднений при этом я не ощущал». Уже на Земле Юрий Алексеевич в своей книге «Дорога в космос» так вспоминал этот эксперимент: «Я не чувствовал во время полёта ни голода, ни жажды. Но по заданной программе в определённое время поел и пил воду из специальной системы водоснабжения». 

Вода и освоение космоса.

Главную особенность, которую необходимо учитывать при разработке космических систем водообеспечения, – отсутствие на космическом объекте гравитации. Обычная емкость на Земле работает под действием силы притяжения. В космосе она работать не будет — жидкость из емкости самопроизвольно не вытечет, а если ее и удастся извлечь, то она превратится в каплю за счет сил поверхностного натяжения.

На данный момент на космической станции применяются системы жизнеобеспечения, позволяющие обеспечить частичную замкнутость цикла и вернуть в оборот воду за счет физико-химических процессов.

Одна из самых стабильных систем — система регенерации воды из конденсата атмосферной влаги (СРВ-К2М). Система обеспечивает более 50% возврата воды в цикл потребления. Данная система считается лучшей в мире в части удельных затрат массы оборудования на 1 кг получаемой воды и среднесуточных затрат электроэнергии на одного космонавта.

На данный момент для функционирования МКС требуется около 9 тыс. л воды в год. Это общая цифра, отражающая все расходы. Вода на МКС регенерируется примерно на 93%, поэтому объемы поставок воды на МКС существенно ниже.

Но не стоит забывать, что с каждым полным циклом использования воды ее общий объем уменьшается на 7%, что делает МКС зависимой от поставок с Земли.

Следует отметить, что даже при интенсивной регенерации вода постепенно теряется из-за неэффективности системы жизнеобеспечения, поэтому поставки с Земли остаются необходимыми.

Добыча воды в космосе. Как в этом поможет обратный осмос?

Мы используем обратный осмос уже сегодня – дома, на производстве, в самых сложных промышленных процессах. Системы обратного осмоса – синоним надежности и безопасности. Но если задуматься о будущем, то именно этот опыт, отточенный на Земле, станет фундаментом для совершенно новых космических задач.

Возможно, мембранные технологии, которые сегодня защищают нас от примесей в водопроводной воде, однажды будут адаптированы для очистки воды в космосе. В будущем освоение дальнего космоса исключит логистическую зависимость от Земли: воду больше не будут доставлять с родной планеты, её начнут добывать прямо среди звёзд.

Потому что вода – не редкость во Вселенной: она скрыта в ледяных сердцах комет и астероидов, которые миллиарды лет назад, согласно одной из гипотез, и наполнили наши океаны. Чтобы вернуть этот процесс вспять и сделать внеземную воду доступной, инженерам предстоит реализовать революционный стек технологий.

Биомиметические системы, регенеративные технологии и обратноосмотические установки обеспечат бесконечный цикл глубокой очистки и повторного использования каждой капли, а 3D-печать компонентов прямо на объектах позволит мгновенно заменять узлы систем, сводя к нулю затраты на транспортировку.

Космос кажется бесконечным, но он учит нас ценить конечное: тишину, воздух и чистую воду. С праздником! Пусть ваши горизонты будут космическими, а вода – кристально чистой!