НАСА тестирует установку по очистке сточных вод для будущей лунной базы

Мобильная система очистки сточных вод, построенная в Космическом центре имени Кеннеди НАСА во Флориде и способная помочь в подготовке к длительным миссиям на Луне и Марсе, покинула космопорт и прибыла в Университет Северной Дакоты в Гранд-Форкс. Аспиранты университета будут тестировать эту технологию в условиях, максимально приближенных к реальным трудностям работы на поверхности другой планеты.

Развёртываемая установка по очистке сточных вод Divergent Deployable Wastewater Treatment Facility (развёртываемая установка по очистке сточных вод с разделением потоков) предназначена для преобразования сточных вод экипажа в полезные ресурсы, которые будут ежедневно необходимы будущим исследователям. В Университете Северной Дакоты команды интегрируют эту новую систему очистки сточных вод в университетскую интегрированную аналоговую среду обитания на Луне и Марсе. Студенты-операторы и исследователи НАСА изучат, как работает установка при подключении к среде, похожей на среду обитания, и при воздействии тех видов эксплуатационных ограничений, с которыми экипажи могут столкнуться на иной планете.

Установка, размещённая в прицепе размером 3 на 8 метров, объединяет три системы биологических реакторов, вертикальный сад, оборудование для доочистки воды, системы мониторинга окружающей среды, программное обеспечение для автономного управления и системы безопасности. Прицеп был оборудован в Центре имени Кеннеди НАСА для работы в качестве мобильной лаборатории и перемещения между как минимум двумя площадками для имитационных испытаний по ходу совершенствования технологии.

В противовес систем очистки сточных вод на Земле, эта установка разделяет потоки отходов. Такой диверсифицированный решение важен для небольших экипажей, поскольку сточные воды от четырёх до восьми человек могут быть очень концентрированными. Моча, вода для гигиены, вода для стирки, фекальные отходы и пищевые отходы содержат разные уровни солей, твёрдых веществ, углерода, азота, фосфора и других соединений. Их раздельная очистка даёт возможность обрабатывать каждый поток в реакторе, наиболее подходящем для этой задачи.

Для этого система использует три различных биореактора для очистки потоков отходов. Анаэробный фототрофный мембранный биореактор перерабатывает фекальные и пищевые отходы, преобразуя их в богатую питательными веществами сточную воду, способную обеспечивать рост растений. Аэробный мембранный биореактор с суспензионной культурой перерабатывает мочу и воду из смыва. Мембранный аэрируемый биологический реактор очищает сточные воды, образующиеся в результате гигиенических процедур и стирки. В совокупности биореакторы перерабатывают питательные вещества для питания вертикального сада объекта и подготовки воды к повторному использованию. Внутри этого сада растения будут расти гидропонно, то есть без использования почвы, с помощью питательных растворов, полученных из биореакторов. Исследователи сравнят урожайность с растениями, выращенными с использованием стандартных гидропонных питательных веществ.

В Северной Дакоте в контексте гранта НАСА EPSCoR (Программа по стимулированию конкурентоспособных исследований) объект был подключён к интегрированному аналогу лунного/марсианского жилища через санузел, оснащённый туалетом с разделением потоков мочи. Такая конфигурация позволит разделять разнообразные потоки отходов у источника и направлять их в соответствующие системы очистки. Параллельно с этим команда Али Альшами разрабатывает новые мембранные технологии разделения, предназначенные для будущей интеграции в систему разделения сточных вод для повышения эффективности рекуперации воды, удаления загрязняющих веществ и общей отказоустойчивости системы для длительных миссий с проживанием экипажа.