برسام جنتی
گروه علم و فناوری

در فضا، هر قطره آب ارزشی حیاتی دارد اما تأمین مداوم این مایه حیات از زمین، امکانپذیر نیست به همین دلیل هم پژوهشگران ناسا راهکارهای مختلف فناورانه ارائه داده‌اند که برخی از آنها هم بسیار عجیب به نظر می‌رسند. یکی از این فناوری‌ها، «سامانه مدیریت پسماند جهانی» (UWMS) ‌است که ادرار و رطوبت حاصل از تنفس، تعریق و بخار موجود در هوای کابین ایستگاه فضایی جمع‌آوری و تصفیه می‌شود تا تقریباً همه منابع آب دوباره وارد چرخه مصرف شوند. این سیستم نقش کلیدی در مأموریت‌های طولانی‌مدت، از ایستگاه فضایی بین‌المللی گرفته تا سفرهای آینده به مریخ دارد.
این سامانه از سال ۲۰۲۰ در بخش آمریکایی ایستگاه فضایی بین‌المللی به کار گرفته شده ولی نمونه فعلی نسبت به نسل‌های قبلی کوچک‌تر، سبک‌تر و کارآمدتر طراحی شده و استفاده از آن برای فضانوردان زن و مرد آسان‌تر است. بیشتر قطعات این سامانه، از تیتانیوم ساخته شده‌ تا در برابر خوردگی ناشی از ادرار و مواد شیمیایی، مقاومت بالایی داشته باشد.
هرچند از این سامانه با نام «توالت ۲۳ میلیون دلاری» ناسا یاد می‌شود ولی این رقم، تنها بهای یک توالت نیست، بلکه هزینه طراحی، توسعه و ساخت دو سامانه مشابه برای ایستگاه فضایی و فضاپیمای «اوریون» را نیز شامل می‌شود. بخش عمده این هزینه نیز صرف آزمایش‌های گسترده‌ای شده که عملکرد بدون نقص دستگاه را در شرایط سخت فضا تضمین می‌کند.
عملکرد این سامانه تفاوت اساسی با توالت‌های زمینی دارد. در غیاب جاذبه، مایعات به صورت قطرات شناور در فضا پخش می‌شوند؛ بنابراین ناسا به جای نیروی جاذبه از جریان هوای مکنده برای هدایت ادرار و پسماند استفاده می‌کند. ادرار و رطوبت حاصل از تنفس، تعریق و بخار موجود در هوا پس از جمع‌آوری، وارد واحد پردازش می‌شود و در یک سانتریفیوژ پرسرعت، آب آن از مواد زائد جدا می‌شود. سپس آب به دست آمده، از مجموعه‌ای از فیلترهای پیشرفته و فرآیندهای شیمیایی عبور می‌کند تا ذرات، نمک‌ها، مواد آلی و میکروارگانیسم‌ها حذف شوند. در پایان نیز مقدار کمی ید به آن افزوده می‌شود تا از رشد عوامل میکروبی جلوگیری شود.
نتیجه این فرآیند، آبی با کیفیت بسیار بالاست که ناسا آن را هم‌تراز یا حتی باکیفیت‌تر از آب بسیاری از شبکه‌های آب شهری می‌داند. البته بازیافت آب در ایستگاه فضایی تنها به ادرار محدود نیست. جالب آنکه این فناوری وابستگی مأموریت‌های فضایی به ارسال آب از زمین را به حداقل رسانده است. توسعه این سامانه، نتیجه نزدیک به چهار دهه تحقیق و آزمایش است. ناسا از دهه ۱۹۷۰ و برنامه «اسکای‌لب» به دنبال راهکاری برای بازیافت آب بود، اما بسیاری از فناوری‌های اولیه به دلیل رسوب، گرفتگی یا خرابی مداوم موفق نبودند. سرانجام استفاده از سانتریفیوژ به عنوان راهکاری قابل اعتماد انتخاب و اولین سامانه عملیاتی در سال ۲۰۰۸ به ایستگاه فضایی منتقل شد. پس از سال‌ها اصلاح و بهینه‌سازی، راندمان بازیافت آب این سامانه به حدود ۹۸ درصد رسید؛ دستاوردی که یکی از مهم‌ترین فناوری‌های پشتیبانی حیات در فضا به شمار می‌رود.