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

Η Apple αποκλείει τους Ευρωπαίους χρήστες από τη νέα λειτουργία ζωντανής μετάφρασης των AirPods Pro

Τech & Science / Η Apple αποκλείει τους Ευρωπαίους χρήστες από τη νέα λειτουργία ζωντανής μετάφρασης των AirPods Pro

H λειτουργία «Live Translation with AirPods», που αποτελεί μέρος του Apple Intelligence, δεν θα ενεργοποιείται εάν ο χρήστης βρίσκεται εντός ΕΕ και ο λογαριασμός Apple ανήκει σε περιοχή της ΕΕ
LIFO NEWSROOM
Πώς η Αιθιοπία γίνεται ένας απρόσμενος ηγέτης στην επανάσταση των ηλεκτρικών οχημάτων

Τech & Science / Πώς η Αιθιοπία γίνεται ένας απρόσμενος ηγέτης στην επανάσταση των ηλεκτρικών οχημάτων

Σύμφωνα με το υπουργείο Μεταφορών, περίπου 115.000 ηλεκτρικά αυτοκίνητα κυκλοφορούν ήδη στην Αιθιοπία, από τα 1,5 εκατομμύρια συνολικά οχήματα στη χώρα, με στόχο να φτάσουν τα 500.000 μέχρι το 2030
LIFO NEWSROOM
Πώς η Τεχνητή Νοημοσύνη αλλάζει ολοκληρωτικά το διαδίκτυο: Ευκαιρίες, προκλήσεις και παγίδες

Τech & Science / Πώς η Τεχνητή Νοημοσύνη αλλάζει ολοκληρωτικά το διαδίκτυο: Ευκαιρίες, προκλήσεις και παγίδες

Η σύγχρονη πρόκληση είναι να διασφαλίσουμε ότι όπου αλληλεπιδρούμε με την ΤΝ, θα γνωρίζουμε ότι «μιλάμε με ένα bot» — και ότι το bot αυτό είναι ειλικρινές και αυθεντικό όσο και ο ίδιος ο άνθρωπος
LIFO NEWSROOM
Σπάνια απολιθώματα στην Καισάρεια: Κρανία ελεφάντων 7,7 εκατ. ετών σε άριστη κατάσταση

Τech & Science / Σπάνια απολιθώματα στην Καισάρεια: Κρανία ελεφάντων 7,7 εκατ. ετών σε άριστη κατάσταση

Συγκλονιστική ανακάλυψη στην Καισάρεια: τρία κρανία ελεφάντων 7,7 εκατ. ετών βρέθηκαν άθικτα, μαζί με απολιθώματα ρινόκερων, σμιλόδοντα και τριδάκτυλων αλόγων - Η «ζώνη των ελεφάντων» αλλάζει την παλαιοντολογική ιστορία της περιοχής
LIFO NEWSROOM
Η εντυπωσιακή «φωταγώγηση» νευρώνων του εγκεφάλου ενώ λαμβάνεται μια απόφαση

Τech & Science / Η εντυπωσιακή «φωταγώγηση» νευρώνων του εγκεφάλου κατά τη διάρκεια λήψης μιας απόφασης

Νευροεπιστήμονες έφτιαξαν τον πρώτο «χάρτη» στην ιστορία του κλάδου τους που παρέχει μια πλήρη εικόνα του τι συμβαίνει σε όλο τον εγκέφαλο τη στιγμή που λαμβάνεται μια απόφαση
LIFO NEWSROOM
H NASA αποκαλύπτει ενδείξεις ζωής σε βράχους του Άρη – Τι βρήκε το Perseverance

Τech & Science / H NASA αποκαλύπτει ενδείξεις ζωής σε βράχους του Άρη – Τι βρήκε το Perseverance

Το ρομπότ Perseverance της NASA εντόπισε βράχους στον Άρη με ασυνήθιστα χαρακτηριστικά που μπορεί να προέρχονται από αρχαία μικροβιακή ζωή. Οι επιστήμονες εξετάζουν αν αυτά τα ορυκτά αποτελούν τα πρώτα ίχνη ζωής στον κόκκινο πλανήτη
LIFO NEWSROOM
Ηνωμένο Βασίλειο: Ασθενείς θα υποβληθούν δοκιμαστικά σε εξέταση αίματος που θα μπορούσε να «αλλάξει ριζικά» τη διάγνωση του Αλτσχάιμερ

Τech & Science / Νέα εξέταση αίματος θα μπορούσε να «αλλάξει ριζικά» τη διάγνωση του Αλτσχάιμερ

Στόχος είναι να διαπιστωθεί εάν η εξέταση αίματος, η οποία είναι ακριβής στον εντοπισμό πρωτεϊνών που συνδέονται με το Αλτσχάιμερ, μπορεί να βοηθήσει στη βελτίωση της διάγνωσης για ασθενείς που εμφανίζουν πρώιμα σημάδια της ασθένειας, που αποτελεί τη συνηθέστερη αιτία άνοιας
LIFO NEWSROOM
Το κλάμα των μωρών μπορεί να αυξήσει τη θερμοκρασία του σώματος των ανθρώπων σύμφωνα με έρευνα

Τech & Science / Το κλάμα των μωρών μπορεί να αυξήσει τη θερμοκρασία του σώματος των ανθρώπων, σύμφωνα με έρευνα

Με τη χρήση θερμικής κάμερας, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι όταν εθελοντές άκουγαν ηχογραφήσεις μωρών να κλαίνε ανέβηκε αισθητά η θερμοκρασία του σώματος τους
LIFO NEWSROOM