ناسا تبدأ اختبار مرافق معالجة مياه الصرف الصحي للقاعدة القمرية

قال مسؤولون إنه تم تسليم محطة متنقلة لمعالجة مياه الصرف الصحي طورها مركز كينيدي للفضاء في فلوريدا إلى جامعة نورث داكوتا في جراند فوركس (UND) للاختبار. ناسا.

يقول لوك روبرسون، مدير أنظمة المياه السطحية في مديرية برنامج المريخ بمركز كينيدي للفضاء: “سيتعين على وحدات السكن على القمر أن تعمل بعيدًا عن خطوط الإمداد المستقرة التي تدعم حاليًا رواد الفضاء في الجاذبية المنخفضة. ولمواجهة هذا التحدي، نقوم ببناء أنظمة مستقبلية مستدامة لسطح القمر يمكنها إعادة تدوير مياه الصرف الصحي إلى مغذيات نباتية وإنتاج حيوي”.

تم تصميم منشأة معالجة مياه الصرف الصحي القابلة للنشر لتحويل نفايات الطاقم إلى موارد مفيدة. يتم وضعه في مقطورة مقاس 8.5 × 24 قدمًا (حوالي 2.6 × 7.3 مترًا) ويدمج ثلاثة مفاعلات بيولوجية وسريرًا رأسيًا ومعدات معالجة المياه النهائية ووحدة مراقبة بيئية وبرنامج تحكم مستقل وميزات أمان.

وعلى عكس أنظمة المعالجة الأرضية، تعمل هذه المحطة على فصل مجاري النفايات. يعد هذا النهج “المتباين” مهمًا للطواقم الصغيرة، نظرًا لأن مياه الصرف الصحي التي ينتجها 4-8 أشخاص يمكن أن تكون مركزة بدرجة عالية. يحتوي البول ومياه النظافة والغسيل والبراز ومخلفات الطعام على مستويات مختلفة من الأملاح والجسيمات والكربون والنيتروجين والفوسفور ومركبات أخرى. من خلال معالجتها بشكل منفصل، يمكنك توجيه كل نوع من مياه الصرف الصحي إلى المفاعل الذي يتعامل معها بشكل أفضل:

• مفاعل حيوي بغشاء ضوئي لاهوائي يعيد تدوير البراز ومخلفات الطعام، ويحولها إلى مياه غنية بالمغذيات مناسبة لنمو النباتات،
• مفاعل حيوي بغشاء السرير المعلق الهوائي يعالج البول ومياه المرحاض،
• مفاعل بيولوجي هوائي بغشاء يتعامل مع المياه الرمادية من الاستحمام والغسيل والغسيل.

سوف تعمل المحاليل الغذائية الناتجة على ترطيب الطبقة المائية العمودية. وسيتم مقارنة المحصول المزروع عليه بتلك التي تنتجها الزراعة المائية مع الأسمدة التقليدية.

في UND، تم توصيل التثبيت بنظير قابل للنفخ لوحدة Lunar-Mars من خلال حمام به مرحاض يفصل بين تدفق البول والبراز. هذا التصميم يبسط تشغيل نظام التنظيف.

وقال علي الشامي، وهو مهندس كيميائي قاد الاختبارات في UND: “ستساعد الاختبارات وكالة ناسا على تقييم أداء المعدات في العالم الحقيقي، واحتياجات تدريب الطاقم، وموثوقية النظام، ومدى مقارنة أجهزة محاكاة مياه الصرف الصحي بمنتجات التمثيل الغذائي البشرية الفعلية في بيئة مهمة تناظرية”.

وفي الوحدات القمرية أو المريخية المستقبلية، ستساعد أنظمة تنقية المياه هذه في إغلاق حلقة دعم الحياة، مثل تجديد المياه، وإعادة تدوير العناصر الغذائية، ودعم المحاصيل، وتقليل كمية النفايات التي يجب تخزينها أو التخلص منها.

ويستكشف الباحثون أيضًا إمكانية استخدام الموارد المستخرجة من مياه الصرف الصحي في التصنيع الفضائي. أحد الأساليب هو استخدام المياه المعاد تدويرها لتغذية الميكروبات التي تنتج حمض اللاكتيك، والذي يتم تحويله بعد ذلك إلى حمض متعدد اللاكتيك. وفي المستقبل، يمكن أن تكون هذه المادة بمثابة مكون ربط للطباعة ثلاثية الأبعاد لقطع الغيار من الثرى القمري أو المريخي. لذا فإن الفوائد المحتملة لإعادة التدوير أوسع بكثير من مجرد إمدادات المياه والغذاء.

إيدلمان، مدير الأنظمة السطحية في مكتب برنامج المريخ التابع لناسا: “من خلال إرسال التركيب إلى داكوتا الشمالية، تنقل ناسا عنصرًا أساسيًا في الاقتصاد الدائري في الفضاء من المختبر إلى العالم الحقيقي. يبدأ كل شيء بمياه الصرف الصحي، لكن الهدف أوسع بكثير. نريد مساعدة أطقم المستقبل على العيش بشكل مستدام على القمر، وتعلم كيفية العمل بعيدًا عن الأرض، ونقل هذه الدروس إلى المريخ”.