Πόσιμο νερό από ούρα σε Σελήνη και Άρη: Καινοτόμο σύστημα «ανακύκλωσης» στον ISS

Πόσιμο νερό από ούρα σε Σελήνη και Άρη: Καινοτόμο σύστημα «ανακύκλωσης» στον ISS Facebook Twitter
0

Φρέσκο πόσιμο νερό από ούρα στη Σελήνη και τον Άρη με υπογραφή ΑΠΘ από καινοτόμο σύστημα «ανακύκλωσης» που εκτοξεύτηκε στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.

Πρόκειται για μία σημαντικότατη ελληνική επιτυχία στη έρευνα του Διαστήματος, την οποία υπογράφουν επιστήμονες του Τμήματος Χημείας του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, οι οποίοι είχαν καθοριστική συμβολή στον σχεδιασμό της αποστολής του καινοτόμου συστήματος Ηλεκτροχημικής Οξείδωσης της Αμμωνίας (ΗΟΑ) στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ΔΔΣ), στο πλαίσιο έργου χρηματοδοτούμενου από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος.

Το σύστημα Ηλεκτροχημικής Οξείδωσης της Αμμωνίας από τη συλλογή υγρών ανθρωπογενών λυμάτων, το οποίο μεταφέρθηκε στον Διαστημικό Σταθμό, έχει σκοπό την ανάκτηση νερού και την παραγωγή αέριου αζώτου από τα ανθρώπινα ούρα σε αποστολές μεγάλης διάρκειας στη Σελήνη και τον Άρη. Αποτελεί μέρος των τεχνολογιών που μεταφέρθηκαν στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό με την αποστολή του μη επανδρωμένου σκάφους ανεφοδιασμού Northrop Grumman Cygnus (Κύκνος), που εκτοξεύτηκε την Παρασκευή 2 Οκτωβρίου 2020. Το σκάφος προσέγγισε τον Διαστημικό Σταθμό τη Δευτέρα 5 Οκτωβρίου 2020, μεταφέροντας περίπου 4 τόνους εφόδια, πειραματικό εξοπλισμό και τεχνολογίες επίδειξης.

Πώς γίνεται η διαστημική ανακύκλωση ούρων στο Διάστημα

 

Η Ομάδα Δυναμικής Πολυφασικών Συστημάτων του Εργαστηρίου Χημικής και Περιβαλλοντικής Τεχνολογίας, με επικεφαλής τον καθηγητή του Τμήματος Χημείας του ΑΠΘ Θοδωρή Καραπάντσιο, και το Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας, με επικεφαλής τους καθηγητές του Τμήματος Χημείας του ΑΠΘ Γεώργιο Ζαχαριάδη και Αριστείδη Ανθεμίδη, συνέβαλαν σημαντικά στον σχεδιασμό της αποστολής του συστήματος ΗΟΑ, καθώς ανέπτυξαν μεθοδολογία για την ακριβή on-line μέτρηση της συγκέντρωσης αμμωνιακών ιόντων στα ανθρωπογενή λύματα σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας.

Οι συνθήκες έλλειψης βαρύτητας κάθε άλλο παρά ευνοούν τη διαδικασία της ανάκτησης νερού, αρκεί να σκεφτεί κανείς πως σε ένα δοχείο στη Γη τα υγρά και τα αέρια διαχωρίζονται με τη βαρύτητα. «Όποια γνώση υπήρχε στο έδαφος για την ανάκτηση νερού από τα ανθρωπογενή λύματα, είναι πολύ πιο δύσκολο να εφαρμοστεί στο διάστημα σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας», εξήγησε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο κ. Καραπάντσιος, ο οποίος είναι και εθνικός εκπρόσωπος στον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος.

Για να ξεπεράσει τις δυσκολίες αυτές η ομάδα του ΑΠΘ μελέτησε επί δύο χρόνια 34 διαφορετικές- εμπορικά διαθέσιμες αλλά και πρωτότυπες πειραματικές- τεχνολογίες μέτρησης των αμμωνιακών ιόντων σε συνθήκες διαστήματος. Αξιοποιώντας κάποιες από αυτές και προσαρμόζοντάς τες στις συνθήκες του διαστήματος, η μεθοδολογία που προτάθηκε τελικά, η οποία επιτρέπει την ακριβή και χωρίς προβλήματα αυτοματοποιημένη μέτρηση των αμμωνιακών ιόντων on-line στον ΔΔΣ, αποτελεί ένα υβριδικό σύστημα που συνδυάζει τεχνολογία εκλεκτικών ηλεκτροδίων με αναλυτές ροής διαδοχικής έγχυσης σε συνδυασμό με φθορομετρικό αισθητήρα.

Τα αμμωνιακά ιόντα προκύπτουν από την ουρία ως απόβλητο προϊόν του ανθρώπινου μεταβολισμού. Σύμφωνα με τα κριτήρια ποιότητας του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος για το πόσιμο νερό σε διαστημικές αποστολές, η συγκέντρωση των αμμωνιακών ιόντων δεν μπορεί να ξεπερνά το 0.5 ppm (μέρη βάρους στο εκατομμύριο). Για να μπορέσει να επαναχρησιμοποιηθεί το νερό των λυμάτων, πρέπει απαραίτητα να απομακρύνονται τα αμμωνιακά ιόντα, αφού προηγουμένως προσδιοριστεί συστηματικά και με ακρίβεια η συγκέντρωσή τους στα λύματα.

Πόσιμο νερό από ούρα σε Σελήνη και Άρη: Καινοτόμο σύστημα «ανακύκλωσης» στον ISS Facebook Twitter

«Υπήρχε έλλειψη εμπειρίας και τεχνολογίας για τον διαχωρισμό στο διάστημα, ενώ τέθηκαν μεγάλοι περιορισμοί σε ό,τι αφορά την κατανάλωση ενέργειας, ή την μη παραγωγή τοξικών προϊόντων και όλα αυτά έκαναν πολύ σύνθετο το εγχείρημα», σημείωσε ο κ. Καραπάντσιος.

Για τη μελέτη και επαλήθευση της συγκεκριμένης τεχνολογίας που πρότεινε η ομάδα του ΑΠΘ αναλύθηκαν προσομοιωμένα δείγματα λυμάτων του ΔΔΣ αλλά και πραγματικά λύματα από τον σταθμό Concordia του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος στην Ανταρκτική. Έτσι η πρόταση ικανοποίησε όλα τα κριτήρια που τέθηκαν από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος αναφορικά με τον όγκο και το βάρος της διάταξης, τον όγκο των δειγμάτων, τη συχνότητα των μετρήσεων, τη διάρκεια της ανάλυσης καθώς και τον όγκο των αντιδραστηρίων και των παραγόμενων παραπροϊόντων της ανάλυσης.

Ερωτηθείς για το μέλλον της τεχνολογίας που αναπτύχθηκε ο κ. Καραπάντσιος απάντησε: «Αποτελεί πραγματικά μια καινούρια νοοτροπία το να ανακυκλώνουμε τα ούρα. Είχαμε συνειδητοποιήσει ότι μπορούσαμε να ανακυκλώσουμε αναπνεύσιμα, συμπληρώματα από κλιματισμό. Στο μέλλον θα είναι δυνατή και ανακύκλωση κοπράνων. Όμως σήμερα φτάνουμε μέχρι τα ούρα, όπως και τα νερά από πλύσεις μπάνιου, τα γκρίζα νερά. Άρα εκεί βρισκόμαστε, είναι μια καινούρια γενιά τεχνολογίας που καθαρίζει και ανακτά το νερό από τα ανθρωπογενή λύματα».

Ο κ. Καραπάντσιος στάθηκε ιδιαίτερα στην σημασία της συνεργασίας με τους συναδέλφους του, εξηγώντας πως «είμαστε ικανοί να συνεργαζόμαστε και να παράγουμε συνεργατικά και αυτό είναι πάρα πολύ σημαντικό, γιατί οι σημερινές τεχνολογίες απαιτούν τη συνεργασία, δεν αρκεί... ένας κούκος».

Η μεθοδολογία μπορεί στο μέλλον να παρέχει πόσιμο νερό και σε απομακρυσμένες και άνυδρες περιοχές στη Γη. Η τεχνολογία αυτή αναπτύχθηκε από την εταιρία NanoRacks LLC στις ΗΠΑ σε συνεργασία με τη NASA και το Πανεπιστήμιο του Πουέρτο Ρίκο.

Νέα "Διαστημική Τουαλέτα" στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό

 

Η αποστολή που μετέφερε την τεχνολογία του ΑΠΘ στο διάστημα ήταν η 14η πτήση φορτίου της εταιρείας Northrop Grumman προς τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Το σκάφος θα παραμείνει στον διαστημικό σταθμό μέχρι τα μέσα Δεκεμβρίου, προτού απορρίψει αρκετές χιλιάδες κιλά σκουπίδια, καθώς θα καίγεται, κατά τη διάρκεια μιας ασφαλούς επανεισόδου στην ατμόσφαιρα της Γης.

Ο Cygnus μετέφερε προς τον Διαστημικό Σταθμό εκτός από την πειραματική διάταξη του ΑΠΘ διάφορα συστήματα υποστήριξης της ζωής, μεταξύ των οποίων μια νέα Διαστημική Τουαλέτα, με στόχο την ευκολότερη χρήση από τους αστροναύτες και τη βελτιωμένη λειτουργία σε μελλοντικές αποστολές, μία μονάδα αυτοματοποιημένης Διαχείρισης και Αποθήκευσης Αποβλήτων για εξυπηρέτηση μεγαλύτερου αριθμού μελών του πληρώματος στον Διαστημικό Σταθμό καθώς και σε μελλοντικές αποστολές, σύστημα μελέτης και αξιολόγησης της θρεπτικής αξίας και των παραμέτρων ανάπτυξης φυτών στο διάστημα, με στόχο την αυτόνομη ανάπτυξη φυτών για διατροφικούς σκοπούς σε μελλοντικές αποστολές μεγάλης διάρκειας, όπως, για παράδειγμα, το ταξίδι στη Σελήνη και τον Άρη, σύστημα αξιοποίησης της μικροβαρύτητας για τη μελέτη καρκινικής ανοσοθεραπείας κλπ.

«Η διάταξη του HOA θα παραμείνει στον διαστημικό σταθμό, θα λειτουργεί και θα έχουμε τις on-line μετρήσεις. Είναι σημαντικό επίσης ότι με την αποστολή αυτή πλέον θα μπορούν να λειτουργούν ταυτόχρονα δύο τουαλέτες, ενώ η καινούρια τουαλέτα μπορεί να καθαριστεί πιο εύκολα και προσφέρει μεγαλύτερη άνεση, καθώς λαμβάνει υπόψη ότι ο τρόπος που κάθεται ο κάθε άνθρωπος είναι διαφορετικός», διευκρίνισε ο κ. Καραπάντσιος.

Τech & Science
0

ΣΧΕΤΙΚΑ ΑΡΘΡΑ

ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ

Οι «πυραμίδες της Πολωνίας»: Ανακαλύφθηκαν προϊστορικοί μεγαλιθικοί τάφοι 5.500 Ετών

Τech & Science / Οι «πυραμίδες της Πολωνίας»: Ανακαλύφθηκαν προϊστορικοί μεγαλιθικοί τάφοι 5.500 ετών

Αρχαιολόγοι στην Πολωνία έφεραν στο φως δύο εντυπωσιακά μεγαλιθικά ταφικά μνημεία ηλικίας άνω των 5.500 ετών - Οι «Πυραμίδες της Πολωνίας» αποκαλύπτουν μυστικά της Νεολιθικής Ευρώπης
LIFO NEWSROOM
Ανησυχία για το συγκρότημα που έφτιαξε η τεχνητή νοημοσύνη και σαρώνει στο Spotify

Τech & Science / Ανησυχία στη μουσική βιομηχανία για την μπάντα που έφτιαξε η τεχνητή νοημοσύνη και σαρώνει στο Spotify

Παρά τις αυξανόμενες πιέσεις για ρύθμιση, δεν υπάρχει ακόμη σαφές νομικό πλαίσιο που να υποχρεώνει τις πλατφόρμες να ενημερώνουν το κοινό για το αν η μουσική είναι δημιουργία AI
LIFO NEWSROOM
Μαύρες τρύπες: Οι επιστήμονες εντόπισαν τη μεγαλύτερη συγχώνευση που έγινε ποτέ

Τech & Science / Μαύρες τρύπες: Οι επιστήμονες εντόπισαν τη μεγαλύτερη συγχώνευση που έγινε ποτέ

Οι δύο μαύρες τρύπες, η καθεμία με μάζα 100 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου, άρχισαν να περιστρέφονται η μία γύρω από την άλλη πριν από πολύ καιρό και τελικά συγκρούστηκαν, σχηματίζοντας μια ακόμη μεγαλύτερη μαύρη τρύπα
LIFO NEWSROOM
Αρχαίες πρωτεΐνες 29 εκατομμυρίων ετών αλλάζουν όσα ξέραμε για την εξέλιξη των ειδών

Τech & Science / Αρχαίες πρωτεΐνες 29 εκατομμυρίων ετών αλλάζουν όσα ξέραμε για την εξέλιξη των ειδών

Επιστήμονες ανέκτησαν πρωτεΐνες ηλικίας έως 29 εκατομμυρίων ετών από σμάλτο δοντιών απολιθωμάτων - Νέες ανακαλύψεις φωτίζουν τη διατροφή, το περιβάλλον και την εξέλιξη εξαφανισμένων ειδών
LIFO NEWSROOM
Επαναστατική ανακάλυψη: Εντερικά μικρόβια απομακρύνουν «παντοτινά χημικά» από το σώμα

Τech & Science / Επαναστατική ανακάλυψη: Εντερικά μικρόβια απομακρύνουν «παντοτινά χημικά» από το σώμα

Νέα έρευνα του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ δείχνει ότι συγκεκριμένα εντερικά μικρόβια απορροφούν επικίνδυνες χημικές ουσίες Pfas και τις αποβάλλουν μέσω των κοπράνων - Έρχεται νέο προβιοτικό συμπλήρωμα
LIFO NEWSROOM
Επιστήμονες εντόπισαν κομήτη που ένδεχεται να είναι παλαιότερος από τον Ήλιο

Τech & Science / Επιστήμονες εντόπισαν κομήτη που ενδέχεται να είναι παλαιότερος από τον Ήλιο

«Υπάρχει περίπου 66% πιθανότητα αυτός ο κομήτης να είναι παλαιότερος από το ηλιακό μας σύστημα και να περιπλανιέται στο διαστρικό διάστημα από τότε», σημείωσε ένας από τους επιστήμονες που συμμετείχαν στην ανακάλυψη
LIFO NEWSROOM
Γιγάντια κομμάτια του Φάρου της Αλεξάνδρειας ξανά στην επιφάνεια - Προσπάθεια ψηφιακής ανακατασκευής

Τech & Science / Γιγάντια κομμάτια του Φάρου της Αλεξάνδρειας ξανά στην επιφάνεια - Προσπάθεια ψηφιακής ανακατασκευής

Γάλλοι και Αιγύπτιοι ερευνητές στην Αλεξάνδρεια ανέλκυσαν 22 τεράστια πέτρινα μπλοκ που χρησιμοποιήθηκαν πριν από χιλιάδες χρόνια για την κατασκευή του διάσημου Φάρου της πόλης, ενός από τα επτά θαύματα του αρχαίου κόσμου
LIFO NEWSROOM
Αρχαία ποτάμια στον Άρη: Το παρελθόν του «κόκκινου πλανήτη» είναι πιο υγρό από ό,τι πιστεύαμε

Τech & Science / Αρχαία ποτάμια στον Άρη: Το παρελθόν του «κόκκινου πλανήτη» είναι πιο υγρό από ό,τι πιστεύαμε

Νέα ευρήματα αποκαλύπτουν χιλιάδες χιλιόμετρα αρχαίων ποταμιών στα νότια υψίπεδα του Άρη, ενισχύοντας τη θεωρία ότι ο πλανήτης ήταν κάποτε πολύ πιο υγρός απ’ ό,τι πιστεύαμε
LIFO NEWSROOM