بدلة فضاء تشبه الكثبان الرملية تعيد تدوير البول إلى مياه الشرب

يتطلع علماء جامعة كورنيل إلى صنع أحد الأجزاء الأقل روعة ولكن العملية في نفس الوقت الكثبان الرملية حقيقة. في دراسة جديدة هذا الأسبوع، أظهر الفريق لأول مرة تصميمًا لبدلة فضائية تعمل على إعادة تدوير البول إلى مياه صالحة للشرب، تمامًا مثل البدلات الثابتة التي يرتديها فريمين أراكيس. ومن المفترض أن تسمح هذه البدلة لرواد الفضاء بالقيام بعمليات سير في الفضاء لفترة أطول، من بين فوائد أخرى، ويأمل العلماء أن يتمكنوا من رؤية ظهورها لأول مرة في الوقت المناسب للبعثات القادمة إلى القمر والمريخ.

خلال البعثات الفضائية، نقوم بالفعل بإعادة تدوير النفايات السائلة في الجسم بشكل روتيني مرة أخرى إلى مياه الشرب النظيفة. في العام الماضي، على سبيل المثال، ناسا أعلن أن رواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية يقومون الآن بإعادة تدوير 98% من البول والعرق، مقارنة بنسبة 93% التي تم تحقيقها سابقًا. كما يبدو الأمر فادحًا، فإن إعادة الاستخدام هذه تزيد من الموارد المحدودة المتاحة للطاقم.

ومع ذلك، في الوقت الحالي، لا يستطيع رواد الفضاء فعل الشيء نفسه عندما يكونون في الخارج ببدلاتهم الفضائية. إذا كان عليهم الذهاب أثناء السير في الفضاء، فإنهم ببساطة يستخدمون حفاضات معدلة، والتي تساعد في إطالة أمد المهام ولكنها تأتي مع بعض المتاعب. يمكن أن تتسرب الحفاضات في بعض الأحيان، على سبيل المثال، مما يجعل ارتداءها غير مريح لرواد الفضاء، وقد يؤدي هذا التعرض للنفايات إلى زيادة احتمالات حدوث مضاعفات مثل عدوى المسالك البولية. يمكن لرواد الفضاء تقليل كمية البول لديهم عن طريق عدم شرب الكثير من الماء قبل السير في الفضاء، لكن هذا في حد ذاته يمكن أن يكون خطيرًا ويحد من المدة التي يمكن خلالها أداء السير في الفضاء بأمان.

من الخيال العلمي إلى الواقع

مستوحاة مباشرة من عمل الكثبان الرملية صمم المؤلف فرانك هربرت، والعلماء في كلية طب وايل كورنيل وجامعة كورنيل، بدلة فضائية للتغلب على هذه التحديات. لقد قاموا بالفعل بإنشاء نموذج أولي للبدلة وقاموا بتفصيل أعمالها الداخلية في ورقة بحثية نشرت يوم الخميس في المجلة الحدود في تكنولوجيا الفضاء.

وقالت المؤلفة الرئيسية صوفيا إيتلين، وعضوة فريق البحث في جامعة وايل كورنيل: “يتضمن التصميم قسطرة خارجية تعتمد على الفراغ تؤدي إلى وحدة تناضح عكسي أمامي مشتركة، مما يوفر إمدادات مستمرة من مياه الشرب مع آليات أمان متعددة لضمان رفاهية رواد الفضاء”. الطب وجامعة كورنيل، في أ إفادة من فرونتيرز، ناشري المجلة.

ويمكن للنظام المحمول تصفية 500 ملليلتر من البول في حوالي خمس دقائق، مع طرق جمع مختلفة للنساء والرجال. وفي الوقت الحالي، فهي ليست بنفس كفاءة الأنظمة الأكبر على متن محطة الفضاء الدولية، حيث يبلغ معدل إعادة التدوير 87%. ولكن ينبغي أن يكون ذلك كافيًا لمساعدة رواد الفضاء على إطالة أمد سيرهم في الفضاء بمزيد من الراحة.

الحاجة إلى بدلات فضائية أفضل

وتتوقع وكالة ناسا إرسال رواد فضاء إلى القمر في السنوات القليلة المقبلة، ومن المتوقع هبوط طاقم على سطح القمر – مهمة أرتميس 2 – في وقت لاحق من هذا العقد. وتأمل ناسا أيضًا في المساعدة في إرسال الأشخاص بنجاح إلى المريخ في وقت مبكر من العام ثلاثينيات القرن الحادي والعشرين، مع وجود بعض المهام ذات الصلة على الأرض جارية بالفعل. يعتقد فريق كورنيل أن بدلتهم يمكن أن تكون لا تقدر بثمن لتحقيق هذه الأهداف ويجادلون بأنهم قد يكونون جاهزين للانطلاق بحلول الوقت الذي تنطلق فيه مهمات أرتميس. ومع ذلك، سيتعين على المهندسين دراسة البدلة بمزيد من التفصيل قبل اعتبارها صالحة للفضاء.

“يمكن اختبار نظامنا في محاكاة ظروف الجاذبية الصغرى، حيث أن الجاذبية الصغرى هي عامل الفضاء الأساسي الذي يجب أن نأخذه في الاعتبار. وقال كريستوفر ماسون، أستاذ علم وظائف الأعضاء والفيزياء الحيوية في جامعة وايل كورنيل، في بيان له: “ستضمن هذه الاختبارات وظائف النظام وسلامته قبل نشره في مهمات فضائية فعلية”.

إن بدلة الفضاء التي تعيد تدوير البول إلى مادة صالحة للشرب هي مياه رائعة، ولكن هل سيقتل العلماء أن يخترعوا طريقة تمكن عقلي من حساب معادلات رياضية معقدة بسرعة (مثل فاتورة عشاء جماعي)، على غرار Mentats؟