Aufbereitung von Urin und Schweiß von Astronauten zu Trinkwasser 08.07.2023

Der Prozess der Umwandlung von Urin- und Schweißabfällen von Astronauten in Trinkwasser ist ein wichtiger Schritt bei der Entwicklung von Lebenserhaltungssystemen im Weltraum. Die NASA plant, Menschen auf längere Weltraummissionen zu schicken, darunter Reisen zum Mond und zum Mars. Um Astronauten während dieser Missionen eine grundlegende Lebenserhaltung zu bieten, ist ein robustes Raumstations-Umweltkontroll- und Lebenserhaltungssystem (ECLSS) unerlässlich.

ECLSS umfasst eine komplette Ausrüstung, einschließlich eines Wasserrückgewinnungssystems, das Abwasser sammelt, recycelt und es in Trinkwasser umwandelt. Es verwendet außerdem eine spezielle Komponente, die in der Lage ist, Feuchtigkeit aus der Kabinenluft zu sammeln, die durch Schweiß und Atem der Besatzung freigesetzt wird.

Ein Subsystem, das im Recyclingprozess eine Schlüsselrolle spielt, ist die Urine Processor Assembly (UPA), die mittels Vakuumdestillation Wasser aus dem Urin von Astronauten extrahiert. Eine verbesserte Version von UPA kann auch Urinsole produzieren, die etwas Wasser enthält. Zur Entfernung von Abwasserrückständen wurde eine Soleaufbereitungsanlage (BPA) entwickelt.

BPA verwendet von UPA hergestellte Sole und verdampft Wasser durch eine spezielle Membrantechnologie, wodurch die Sole mit warmer, trockener Luft „aufgeblasen“ wird. Das Ergebnis ist feuchte Luft, die dann vom Wassersammelsystem der Raumstation gesammelt wird, ähnlich wie die Feuchtigkeit aus Atem und Schweiß der Besatzung.

Das gesamte System umfasst Sicherheitsmaßnahmen wie Sensoren, die die Wasserqualität überwachen. Wenn die Wasserqualität nicht den Standards entspricht, erfolgt eine erneute Aufbereitung. Außerdem wird dem Trinkwasser Jod zugesetzt, um das Wachstum von Mikroorganismen zu verhindern, und anschließend wird dieses Wasser gespeichert. Ein solcher Prozess versorgt jeden Astronauten mit der notwendigen täglichen Wasserzufuhr für den Verzehr, das Kochen und die persönliche Hygiene. Dies ist ein bedeutender Fortschritt in der Entwicklung von Lebenserhaltungssystemen im Weltraum.

Die Artemis-Missionen läuten eine neue Ära der Raumfahrt ein und geben den Menschen die Möglichkeit, den Mond und anschließend den Mars zu erkunden. Um solch lange und weite Reisen unternehmen zu können, müssen Astronauten jedoch über zuverlässige Lebenserhaltungssysteme verfügen. Die Umwandlung von Urin und Schweiß in Trinkwasser ist einer der wichtigen Aspekte dieser Systeme.

NASA-Experten betonen, dass das Umweltkontroll- und Lebenserhaltungssystem auf der Raumstation bedeutende Erfolge erzielt hat. Es bietet ein hohes Maß an Wasserrückgewinnung und ermöglicht es Astronauten, es bei langen Weltraummissionen effizient zu nutzen. Die Kombination aus Hardware, einschließlich eines Wasserrückgewinnungssystems und speziellen Komponenten, sammelt Feuchtigkeit aus verschiedenen Quellen, recycelt sie und stellt hochwertiges Trinkwasser bereit.

Ein wichtiger Aspekt des Systems ist die Urine Processor Assembly (UPA), die die Gewinnung von Wasser aus dem Urin von Astronauten ermöglicht. Durch den Einsatz der Vakuumdestillation gewährleistet UPA eine effiziente Wasserrückgewinnung aus dem Urin. Darüber hinaus spielt die Brine Processing Unit (BPA) eine wichtige Rolle bei der Entsorgung von Abwasserrückständen auf der Raumstation.

Das ECLSS-System verfügt über verschiedene Sicherheitsmaßnahmen, um die Reinheit des Wassers sicherzustellen. Entspricht die Wasserqualität nicht den Anforderungen, wird es erneut aufbereitet. Dem Trinkwasser wird Jod zugesetzt, um das Wachstum von Mikroben zu verhindern. Es ist wichtig zu beachten, dass das System eine hohe Wasserrückgewinnungsrate aufrechterhalten kann, um sicherzustellen, dass Astronauten während Weltraummissionen über genügend Wasser für ihren Grundbedarf verfügen.