Ny brineprocessor øger vandgenanvendelse på International Space Station

NASAs nyeste teknologidemonstration, som blev lanceret på Northrop Grummans 15. kommercielle genforsyningsservicemission, er designet til at forbedre vandgenanvendelse på den internationale rumstation og øge effektiviteten af ​​vandgenanvendelse for Artemis-generationen.

Rumstationens regenerative livsunderstøttende hardware, kaldet Environmental Control and Life Support System, sørger for ren luft og vand til stationsbesætninger. En ny Brine Processor Assembly (BPA) vil blive bundet ind i systemet og tillade mere vand at blive genvundet fra besætningens urin. Dette nye stykke teknologi vil i sidste ende hjælpe videnskabsmænd med at bygge bedre systemer, der kan bruges på fremtidige Måne- og Mars-missioner og levesteder.

ECLSS har gjort det muligt for flere besætningsmedlemmer at bo ombord på stationen til længere ekspeditioner med færre ressourceforsendelser. Nøglekomponenterne i den regenerative ECLSS er vandgenvindingssystemet og luftrevitaliseringssystemet.

Air Revitalization System renser den cirkulerende kabineluft ved at fjerne eventuelle forurenende stoffer, herunder kuldioxid, og producerer ilt og erstatter alt ilt, der går tabt ved trykaflastning og eksperimentel brug.

Vandgenvindingssystemet giver rent vand til astronautbrug ved at genbruge urin, kabine fugtkondensat fra besætningens sved, respiration, og hygiejne, og vand genvundet fra Air Revitalization System. Urinprocessorenheden, en del af vandgenvindingssystemet, blev designet til 85 % vandgenvinding fra besætningsurin og er blevet forbedret i løbet af det sidste år til nu at genvinde 87 % på grund af analyser, der viste, at der stadig var en margin mod calciumsulfatudfældning. "Dette destillat kombineres med kondensatet og behandles gennem Water Processing Assembly (WPA), som genvinder 100 % af det vand, den behandler, " siger Layne Carter, International Space Station Water Subsystem Manager hos Marshall. "Som resultat, vores samlede vandgenvinding er omkring 93,5 %."

Astronautbesætninger på langvarige udforskningsmissioner vil have brug for ECLSS-systemer for at genvinde tættere på 98 % af det vand, de medbringer ved starten af ​​deres rejser.

"At forlade et lavt kredsløb om Jorden og muliggøre langvarig udforskning langt fra Jorden, vi skal lukke vandsløjfen, " siger Caitlin Meyer, stedfortrædende projektleder for Advanced Exploration Systems Life Support Systems ved NASAs Johnson Space Center i Houston. "Nuværende urinvandsgenvindingssystemer anvender destillation, som producerer en saltlage. Saltvandsbehandleren vil acceptere det vandholdige spildevand og udvinde det resterende vand."

Når den er installeret i stationens Tranquillity-modul, BPA'en vil pumpe saltvand fra UPA's Advanced Recycle Filter Tank Assembly ind i en dobbeltmembran blære. Denne blære vil passere vanddamp selektivt ind i kabineatmosfæren. En gang i atmosfæren, vandet vil blive trukket fra luften ved hjælp af en anden del af vandgenvindingssystemet, den kondenserende varmeveksler. Varmeveksleren sender denne fugt tilbage til vandbehandlingsaggregatet, hvor det vil blive omdannet tilbage til drikkevand. BPA'ens brugte blærer, der indeholder den resulterende tørrede saltlage, vil blive fjernet og opbevaret, og til sidst kasseret eller vendt tilbage til Jorden for at studere.

"Med denne nye brineprocessorenhed, vi genvinder yderligere vand fra urinen saltvand produceret af urinprocessoren, sådan, at den samlede vandindvinding er tættere på 98 %", siger Carter.

"Med den nye BPA og det universelle affaldshåndteringssystem lanceret på den tidligere Northrop Grumman-genforsyningsflyvning, udviklingen af ​​ISS Water Recovery System til Exploration Water Recovery System er næsten afsluttet, " sagde Laura Shaw, International Space Station Exploration ECLSS manager. "Vi vil have nogle yderligere komponentopgraderinger for at forbedre pålideligheden, men har nu alle samlingerne på plads. Dette er en stor milepæl for Exploration ECLSS."

Brine-processoren vil i sidste ende hjælpe med at muliggøre langvarige bemandede udforskningsmissioner og reducere behovet for vandforsyning fra Jorden. Teknologidemonstrationens evne til at forbedre genvindingen af ​​vand fra urinlage har også potentiel brug på Jorden i barske og fjerntliggende omgivelser med begrænset adgang til vand.