راز نوشیدن آب در فضا؛ فناوری شگفت‌انگیزی که زندگی فضانوردان ناسا را ممکن کرده است

زندگی در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) حتی ساده‌ترین فعالیت‌های روزمره را به چالشی مهندسی تبدیل می‌کند. یکی از این چالش‌ها، نوشیدن مایعات در شرایط ریزگرانش است؛ جایی که قوانین آشنای فیزیک روی زمین دیگر به همان شکل عمل نمی‌کنند.



به گزارش ایتنا و به نقل از BGR، فضانوردان ناسا طی سال‌های حضور انسان در ایستگاه فضایی بین‌المللی، روش‌ها و فناوری‌های مختلفی را برای آسان‌تر کردن خوردن و آشامیدن در فضا توسعه داده‌اند. در محیط ریزگرانش، مایعات در کف ظرف جمع نمی‌شوند و به همین دلیل ریختن آب یا نوشیدنی در فنجان و نوشیدن آن مانند روی زمین تقریباً غیرممکن است. به همین دلیل، فضانوردان معمولاً نوشیدنی‌های خود را از کیسه‌های مخصوص مجهز به نی مصرف می‌کنند.



فضانوردان در فضا چه نوشیدنی‌هایی مصرف می‌کنند؟



منوی نوشیدنی‌های فضانوردان تفاوت چندانی با زمین ندارد؛ با این تفاوت که نوشیدنی‌های الکلی در ایستگاه فضایی مجاز نیستند. قهوه، چای، آب سیب، آب پرتقال و لیموناد به‌صورت پودر نگهداری می‌شوند و پیش از مصرف با آب ترکیب می‌شوند.



دسترسی به نوشیدنی‌های متنوع و غذاهای مناسب، نقش مهمی در حفظ روحیه و سلامت فضانوردانی دارد که گاهی ماه‌ها در مدار زمین زندگی و فعالیت می‌کنند. از همین رو، ناسا تلاش می‌کند شرایط تغذیه در ایستگاه فضایی تا حد امکان به زندگی روی زمین نزدیک باشد.

فنجانی که نوشیدن در فضا را ممکن کرد



برای سال‌ها تصور می‌شد نوشیدن از فنجان در فضا امکان‌پذیر نیست؛ اما این وضعیت در سال ۲۰۰۸ (۱۳۸۷) تغییر کرد. «دان پتیت»، فضانورد ناسا، فنجانی ویژه با طراحی مبتنی بر نیروی موئینگی (Capillary Cup) ساخت که می‌توانست بدون نیاز به جاذبه، مایعات را به سمت دهان هدایت کند.



این نوآوری نشان داد که با بهره‌گیری از اصول فیزیک می‌توان حتی در محیط ریزگرانش نیز از فنجان استفاده کرد و راه را برای طراحی تجهیزات پیشرفته‌تر در مأموریت‌های فضایی آینده هموار ساخت.



آب؛ یکی از ارزشمندترین منابع در ایستگاه فضایی



آب در ایستگاه فضایی بین‌المللی یکی از باارزش‌ترین منابع محسوب می‌شود. از آنجا که ارسال محموله‌های تدارکاتی به‌صورت روزانه امکان‌پذیر نیست، مدیریت مصرف آب اهمیت بسیار زیادی دارد.



ایستگاه فضایی گاهی میزبان ۱۳ فضانورد است و برای اطمینان از تأمین آب آشامیدنی، ناسا همواره حدود ۸۱۸ لیتر آب را به‌عنوان ذخیره اضطراری نگهداری می‌کند تا در صورت تأخیر در رسیدن مأموریت‌های تدارکاتی، مشکلی برای خدمه ایجاد نشود.



در همین راستا، ایستگاه فضایی به سامانه «کنترل محیطی و پشتیبانی حیات» (ECLSS) مجهز است؛ سیستمی که فاضلاب، رطوبت جمع‌آوری‌شده و حتی ادرار فضانوردان را تصفیه می‌کند. این سامانه قادر است حدود ۹۰ درصد آب مصرفی ایستگاه را بازیابی و دوباره قابل استفاده کند.



آب فقط برای نوشیدن نیست



کاربرد آب در ایستگاه فضایی تنها به آشامیدن محدود نمی‌شود. فضانوردان برای نظافت روزانه، شست‌وشوی بدن، مسواک زدن و آماده‌سازی برخی غذاها نیز به آب نیاز دارند.



به دلیل محدودیت منابع، آن‌ها به‌جای دوش گرفتن، بدن خود را با اسفنج مرطوب تمیز می‌کنند و از خمیردندان خوراکی استفاده می‌کنند تا نیازی به شست‌وشوی دهان نباشد. برای شستن موها نیز آب روی پوست سر مالیده می‌شود و به کمک کشش سطحی در جای خود باقی می‌ماند. همچنین شامپوهای ویژه‌ای طراحی شده‌اند که به آبکشی بسیار کمی نیاز دارند.



آب علاوه بر این، برای آماده‌سازی غذاهای خشک و نیمه‌آماده موجود در منوی فضانوردان نیز استفاده می‌شود. فضانوردان پیش از آغاز مأموریت، وعده‌های غذایی خود را از میان یک برنامه غذایی هشت‌روزه انتخاب می‌کنند که در طول مأموریت به‌صورت چرخه‌ای تکرار می‌شود.

اسپرسوساز اختصاصی در ایستگاه فضایی



علاقه فضانوردان به قهوه باعث شد در سال ۲۰۱۵ (۱۳۹۴) دستگاه اسپرسوساز ویژه‌ای با نام ISSpresso به ایستگاه فضایی بین‌المللی ارسال شود.



قرار بود این دستگاه ابتدا در سال ۲۰۱۴ (۱۳۹۳) با فضاپیمای باری Cygnus به مدار فرستاده شود، اما پس از انفجار این مأموریت هنگام پرتاب، نمونه دیگری از آن با فضاپیمای SpaceX Dragon به ایستگاه فضایی منتقل شد.



نخستین آزمایش این دستگاه را «سامانتا کریستوفورتی»، فضانورد ایتالیایی، انجام داد. ISSpresso که حاصل همکاری شرکت‌های «لاواتزا» و «آرگوتک» است، با استفاده از آب گرم و کپسول‌های قهوه، اسپرسویی با کیفیت بالا تهیه می‌کند.



این دستگاه تنها برای تهیه قهوه طراحی نشده است؛ بلکه می‌تواند آب داغ مورد نیاز برای تهیه چای یا بازسازی غذاهای خشک فضانوردان را نیز فراهم کند و به همین دلیل یکی از تجهیزات کاربردی آشپزخانه ایستگاه فضایی به شمار می‌رود.