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Spazio: tecnologia cinese per riciclare i liquidi

Urine, sudore e condensa trasformati in acqua

(XINHUA) - PECHINO, 22 GIU - Conservare materiali di supporto vitale di base come l'acqua, il cibo e l'ossigeno a bordo di una stazione spaziale può essere difficile, tanto che alcune di queste materie sono generate direttamente a bordo anziché venire consegnate.
    Gli scienziati cinesi hanno ideato un sistema per riciclare l'acqua dall'urina, dal respiro e dal sudore prodotti dagli astronauti nello spazio e si stima che permetterebbe di risparmiare fino a 100 milioni di yuan (circa 15,5 milioni di dollari) per il soggiorno in orbita di tre astronauti per sei mesi.
    Il sistema è stato installato nel modulo della stazione spaziale Tianhe, appena lanciato dalla Cina, e permette di trasformare l'urina in acqua distillata, che in parte viene usata per lo scarico del bagno.
    Cui Guangzhi, uno dei progettisti del sistema di trattamento delle urine, ha spiegato che la parte restante, insieme alla condensa raccolta dal respiro, può essere ulteriormente purificata per generare ossigeno elettrolitico e per essere usata durante vari esperimenti.
    Il 17 giugno, la Cina ha lanciato con successo la navicella con equipaggio Shenzhou-12, inviando tre astronauti a Tianhe per una missione di tre mesi. Il sistema di trattamento delle urine, un sottosistema di quello di supporto vitale, sta per essere verificato per la prima volta in ogni sua fase nello spazio.
    Sulla Terra, distillare l'acqua è un processo semplice: l'acqua contaminata viene fatta bollire e il vapore viene poi raffreddato o condensato in acqua pura.
    L'acqua nell'urina evapora a 30-40 gradi, ma nello spazio questo processo non avviene allo stesso modo.
    Cui, ricercatore del Second Institute della China Aerospace Science and Industry Corporation Limited (CASIC), ha spiegato ai giornalisti che la distillazione nello spazio avviene a una pressione ridotta, in quanto il punto di ebollizione dei liquidi varia in base alla pressione. Di conseguenza l'acqua nell'urina evapora a una temperatura inferiore.
    La mancanza di gravità inoltre impedisce la separazione del vapore dall'acqua contaminata, quindi durante il processo di distillazione, il macchinario deve ruotare velocemente.
    Cui ha spiegato che la rotazione crea una forza centrifuga che separa l'acqua dall'aria a causa delle diverse densità.
    L'acqua presente nell'urina, sotto forma di vapore, si attacca alle pareti della scatola di evaporazione, permettendone così l'estrazione.
    Sulla Terra, il vapore si trasforma naturalmente in liquido non appena la temperatura scende, ma nello spazio il vapore deve essere refrigerato e questo è un processo abbastanza costoso.
    Cui ha spiegato che, visto che la pressione può far liquefare il vapore senza raffreddarlo, quest'ultimo viene trasformato in acqua in un serbatoio pressurizzato.
    Il processo di liquefazione rilascia anche calore, altro prodotto prezioso per gli scienziati, che viene quindi recuperato e riutilizzato.
    Oltre all'urina, anche l'acqua espirata dagli astronauti viene reimmessa nel sistema. Con tre astronauti in orbita, si stima che vengono riciclati quasi 2 litri di acque reflue al giorno.
    Il sistema di riciclaggio può estrarre 5 litri di acqua distillata da 6 litri di urina in un solo ciclo di lavoro, con un tasso massimo di produzione di acqua di 2,5 litri all'ora.
    Una parte dell'acqua distillata verrà usata per lo scarico del bagno e il resto, insieme alla condensa del sudore e del respiro, passerà attraverso un processo a scambio ionico per rimuovere gli ioni contaminanti. L'acqua trattata potrà poi essere usata per la produzione di ossigeno o per eseguire esperimenti nello spazio.
    Cui ha osservato che gli astronauti cinesi sono preparati a rimanere nella stazione spaziale per un periodo che va da tre a sei mesi, e che richiederà un'elevata domanda di ossigeno.
    Il sistema di generazione dell'ossigeno utilizza un processo chiamato elettrolisi per dividere l'acqua nei suoi atomi di idrogeno e ossigeno, riducendo la necessità del rifornimento in bombole.
    La presenza umana a lungo termine nella stazione spaziale richiede un sistema di supporto vitale ben organizzato, per il quale il riciclaggio delle acque reflue e la generazione di ossigeno svolgono entrambi un ruolo essenziale.
    Come ha giustamente evidenziato Cui, i requisiti di energia e di consumo energetico sono relativamente alti per una stazione orbitante complessa, e durante le ore di punta alcuni sistemi operano a turno. "L'energia recuperata è abbastanza preziosa per la stazione spaziale", ha commentato il ricercatore.
    La Cina ha inviato il modulo Tianhe nello spazio il 29 aprile scorso, dando il via a una serie di missioni di lancio chiave che mira a completare la costruzione della stazione entro la fine del prossimo anno.
    Il 29 maggio, la Cina ha lanciato il cargo Tianzhou-2, che il 30 maggio ha attraccato con successo su Tianhe, consegnando forniture, attrezzature e propellente. La navicella Shenzhou-12 ha condotto un veloce rendezvous autonomo e ha agganciato Tianhe circa 6,5 ore dopo il lancio del 17 giugno, formando un complesso di tre moduli con Tianzhou-2. I tre astronauti, Nie Haisheng, Liu Boming e Tang Hongbo, a quel punto sono entrati nel modulo Tianhe, iniziando la loro missione di tre mesi all'interno della stazione spaziale.
    Il cargo Tianzhou-3 e l'astronave con equipaggio Shenzhou-13 saranno lanciati prossimamente per agganciarsi a Tianhe, e altri tre astronauti inizieranno il loro soggiorno in orbita di sei mesi. (XINHUA)

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