Spazio: tecnologia cinese per riciclare i liquidi Urine, sudore e condensa trasformati in acqua
Scienziati cinesi hanno ideato un sistema per riciclare l’acqua dall’urina, dal respiro e dal sudore prodotti, più avanzato di quelli attualmente in uso
Conservare materiali di supporto vitale di base come l’acqua, il cibo e l’ossigeno a bordo di una stazione spaziale può essere difficile, tanto che alcune di queste materie sono generate direttamente a bordo anziché venire consegnate.
Sulla Terra, distillare l’acqua è un processo semplice: l’acqua contaminata viene fatta bollire e il vapore viene poi raffreddato o condensato in acqua pura. Nello spazio, questo processo è impensabile e c’è bisogno di ricorrere a soluzioni decisamente più sofisticate per garantire agli astronauti ciò di cui hanno bisogno.
La ricerca cinese
L’acqua nell’urina evapora a 30-40 gradi, ma nello spazio questo processo non avviene allo stesso modo. Ricercatori del Second Institute della China Aerospace Science and Industry Corporation Limited (CASIC), hanno spiegato che la distillazione nello spazio avviene a una pressione ridotta, in quanto il punto di ebollizione dei liquidi varia in base alla pressione. Di conseguenza l’acqua nell’urina evapora a una temperatura inferiore.
La mancanza di gravità inoltre impedisce la separazione del vapore dall’acqua contaminata, quindi durante il processo di distillazione, il macchinario deve ruotare velocemente. Questa rotazione crea una forza centrifuga che separa l’acqua dall’aria a causa delle diverse densità. L’acqua presente nell’urina, sotto forma di vapore, si attacca alle pareti della scatola di evaporazione, permettendone così l’estrazione. Sulla Terra, il vapore si trasforma naturalmente in liquido non appena la temperatura scende, ma nello spazio il vapore deve essere refrigerato e questo è un processo abbastanza costoso.
Il suo team di lavoro ha quindi ideato un sistema per riciclare l’acqua dall’urina, dal respiro e dal sudore prodotti dagli astronauti nello spazio e si stima che permetterebbe di risparmiare fino a 100 milioni di yuan (circa 15,5 milioni di dollari) per il soggiorno in orbita di tre astronauti per sei mesi – il tempo medio di molte delle future missioni spaziali.
In test con la missione Thiane
Il sistema è stato installato nel modulo della stazione spaziale Tianhe, appena lanciato dalla Cina lo scorso 17 giugno. Il sistema di trattamento delle urine, un sottosistema di quello di supporto vitale, sta per essere verificato per la prima volta in ogni sua fase nello spazio.
Con tre astronauti in orbita, si stima che vengono riciclati quasi 2 litri di acque reflue al giorno. Il sistema di riciclaggio può estrarre 5 litri di acqua distillata da 6 litri di urina in un solo ciclo di lavoro, con un tasso massimo di produzione di acqua di 2,5 litri all’ora. Una parte dell’acqua distillata verrà usata per lo scarico del bagno e il resto, insieme alla condensa del sudore e del respiro, passerà attraverso un processo a scambio ionico per rimuovere gli ioni contaminanti. L’acqua trattata potrà poi essere usata per la produzione di ossigeno o per eseguire esperimenti nello spazio.
Il tema è caldo per tutte le missioni spaziali; tempo fa, avevamo approfondito le sfide affrontate dalla NASA
Le sfide delle missioni spaziali di lungo periodo
La presenza umana a lungo termine nella stazione spaziale richiede un sistema di supporto vitale ben organizzato, per il quale il riciclaggio delle acque reflue e la generazione di ossigeno svolgono entrambi un ruolo essenziale.
I requisiti di energia e di consumo energetico sono relativamente alti per una stazione orbitante complessa, e durante le ore di punta alcuni sistemi operano a turno. “L’energia recuperata è abbastanza preziosa per la stazione spaziale”, hanno commentato i ricercatori.
La missione cinese Tianhe
La Cina ha inviato il modulo Tianhe nello spazio il 29 aprile scorso, dando il via a una serie di missioni di lancio chiave che mira a completare la costruzione della stazione entro la fine del prossimo anno. Qui il video del lancio:
Il 29 maggio, la Cina ha lanciato anche il cargo Tianzhou-2, che il 30 maggio ha attraccato con successo su Tianhe, consegnando forniture, attrezzature e propellente.
La navicella Shenzhou-12 ha condotto un veloce rendezvous autonomo e ha agganciato Tianhe circa 6,5 ore dopo il lancio del 17 giugno, formando un complesso di tre moduli con Tianzhou-2. I tre astronauti, Nie Haisheng, Liu Boming e Tang Hongbo, a quel punto sono entrati nel modulo Tianhe, iniziando la loro missione di tre mesi all’interno della stazione spaziale. Il cargo Tianzhou-3 e l’astronave con equipaggio Shenzhou-13 saranno lanciati prossimamente per agganciarsi a Tianhe, e altri tre astronauti inizieranno il loro soggiorno in orbita di sei mesi.
fonti: ANSA/ XINHUA GF1-YWG
foto di copertina: Rendering del modulo Tianzhou-2 cargo. Credit: China Academy of Space Technology
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