Bộ đồ vũ trụ có thể biến nước tiểu thành nước uống

Bộ đồ vũ trụ mang tính khoa học viễn tưởng này tái chế nước tiểu thành nước uống, cho phép các phi hành gia thực hiện những chuyến đi bộ dài ngoài không gian trong các chuyến thám hiểm Mặt trăng sắp tới.

Nguyên mẫu, được phỏng theo các bộ đồ “stillsuits” trong bộ phim khoa học viễn tưởng "Dune", thu nước tiểu, lọc sạch và chuyển vào miệng cho phi hành gia qua ống hút trong vòng năm phút.

Những người tạo ra bộ đồ hy vọng có thể đưa nó vào sử dụng trước cuối thập kỷ này trong chương trình Artemis của NASA. Đây là chương trình tập trung vào việc học cách sống và làm việc trong thời gian dài ở một không gian ngoài Trái đất.

Sofia Etlin - nhà nghiên cứu tại Weill Cornell Medicine và Đại học Cornell, người thiết kế bộ đồ, cho biết: “Thiết kế này bao gồm các hệ thống ống hoạt động trong chân không và bộ phận thẩm thấu ngược, cung cấp nguồn nước uống liên tục với nhiều cơ chế an toàn để đảm bảo sức khỏe cho phi hành gia.”

NASA đang chuẩn bị cho sứ mệnh Artemis III vào năm 2026, nhằm đưa phi hành đoàn lên cực nam Mặt trăng, với tầm nhìn xa hơn là triển khai các sứ mệnh có phi hành đoàn lên Sao Hỏa vào những năm 2030. Nước tiểu và mồ hôi đã được tái chế thường xuyên trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), nhưng Etlin cho biết cần một hệ thống có thể mang theo người khi các phi hành gia thực hiện chuyến thám hiểm.

“Các phi hành gia hiện chỉ có sẵn một lít nước trong túi đồ uống trong bộ đồ của họ. Lượng này không đủ đối với các chuyến đi bộ dài ngoài không gian trên Mặt trăng, có thể kéo dài 10 giờ và thậm chí lên đến 24 giờ trong trường hợp khẩn cấp," Etlin nói.

Ngoài ra còn có những phàn nàn từ lâu về giải pháp quản lý chất thải đặt trong bộ đồ vũ trụ hiện nay, còn gọi là quần áo có khả năng thấm hút tối đa (MAG), về cơ bản là tã lót dành cho người lớn. MAG được cho là dễ bị rò rỉ, không thoải mái và mất vệ sinh, khiến một số phi hành gia phải hạn chế ăn uống trước khi đi bộ ngoài không gian và một số khác phàn nàn về việc bị nhiễm trùng đường tiết niệu.

“Việc MAG bị rò rỉ là chuyện thường xuyên. Các phi hành gia nói về việc sau một thời gian mặc đồ, họ không thể phân biệt được nước tiểu và mồ hôi của mình nữa, Etlin nói thêm. Với phi hành gia, vấn đề này thật sự là một gánh nặng, theo Etlin.

“Ngay cả khi không có một hành tinh sa mạc lớn như Dune, đây vẫn là sáng kiến hữu ích cho các phi hành gia,” GS Christopher Mason thuộc Weill Cornell Medicine, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.

Bộ đồ mới có khuôn silicon đúc để vừa với bộ phận sinh dục của nữ và nam giới, được đặt trong đồ lót làm từ nhiều lớp vải mềm dẻo. Khuôn silicon kết nối với máy bơm chân không kích hoạt bằng độ ẩm, tự động bật lên khi phi hành gia bắt đầu đi tiểu. Sau khi được thu gom, nước tiểu được chuyển đến hệ thống lọc để tái chế thành nước với hiệu suất 87% (100ml nước tiểu tạo thành 87ml nước uống). Hệ thống này sử dụng cơ chế thẩm thấu ngược hay lọc RO để loại bỏ tạp chất khỏi nước tiểu thông qua màng áp suất cao.

Thiết bị chỉ mất năm phút để thu gom và lọc 500ml nước tiểu. Nước tinh khiết có thể được làm giàu bằng chất điện giải và trả lại cho phi hành gia dưới dạng nước tăng lực.

Hệ thống lọc và bơm có kích thước 38cm x 23cm x 23cm, nặng khoảng 8kg, được đánh giá là đủ nhỏ gọn và nhẹ để mang trên lưng bộ đồ du hành vũ trụ. Nhóm nghiên cứu đang có kế hoạch tuyển dụng 100 tình nguyện viên ở New York để kiểm tra độ thoải mái và chức năng của hệ thống.

Mason cho biết: “Hệ thống của chúng tôi có thể được thử nghiệm trong các điều kiện vi trọng lực mô phỏng, vì vi trọng lực là yếu tố không gian chính mà chúng tôi phải tính đến. Những thử nghiệm này sẽ đảm bảo chức năng và độ an toàn của hệ thống trước khi nó được triển khai trong các sứ mệnh không gian thực tế".

Thông tin chi tiết về nguyên mẫu được công bố trên tạp chí Frontiers in Space Technology.