Mengubah urine menjadi air minum di angkasa luar
Pekerjaan Jennifer Pruitt adalah salah satu yang paling menarik di NASA, dan mungkin juga di seluruh urusan angkasa luar.
Astronot diperkirakan mengonsumsi 730 liter urine dan keringat daur ulang dalam misi selama satu tahun. Pruitt adalah insinyur utama di bagian pemrosesan air seni. "Jabatan ini adalah salah satu hal yang saya sukai terkait pekerjaan ini," katanya dengan bangga. "Tidak banyak orang di dunia yang mengerjakan teknologi ini." Pruitt bekerja di Marshall Space Flight Center di Huntsville, Alabama, Amerika Serikat, mengurus sistem pemanfaatan air pada Stasiun Angkasa Luar Internasional (ISS). Dia bermaksud membuat cara paling efisien untuk mendapatkan air minum dari urine para astronot. Urine berisi sekitar 95% air, sisanya adalah bahan kimia buangan tubuh. Semakin banyak air yang dapat didaur ulang dari dua kakus angkasa luar ISS akan semakin sedikit yang perlu dibawa dari Bumi saat memperbarui pasok ISS. Di ruang tamu di luar laboratorium Pruitt, terdapat ruang pameran kecil khusus untuk air kencing. Sejumlah botol berisi urine dipamerkan di rak - warnanya bervariasi dari yang biasa kuning muda, coklat sampai hitam. Proses canggih Yang agak menggangu adalah adanya stoples berlabel "urine Amerika yang sudah diproses sebelumnya" yang lebih terang warnanya dibandingkan botol bernama Rusia. Apa artinya ini terkait air seni Rusia? "Tidak ada masalah dengan orang Rusia," kata Pruitt, mereka masih buang air kecil seperti orang lain." Daur ulang urine dapat mengurangi pasok yang harus dibawa dari Bumi. Cairan gelap tinta tersebut ternyata adalah urine Rusia yang telah diberikan sejumlah hal sebagai bagian dari proses pengolahan. "Saat para astronot menggunakan toliet, kami tidak bisa membiarkan air seni terbuang begitu saja," kata Pruitt. "Kita harus menaruh sejumlah bahan kimia agar urine tidak terurai, dan menghindari tumbuhnya bakteri." Prapengolahan ini adalah permulaan dari proses canggih yang dikembangkan NASA untuk mendaur ulang air toilet angkasa luar. Air hasilnya digabungkan dengan uap dari udara di ISS - sebagian besar dari keringat astronot - dikembalikan menjadi air minum. Badan angkasa luar memperkirakan astronot rata-rata akan meminum 730 liter urine dan keringat daur ulang dalam misi selama satu tahun. Sabotase garam Tetapi NASA menghadapi masalah. Meskipun proses pengambilan keringat berjalan baik - hampir semua uap diubah menjadi air minum - sistem daur ulang urine tidak berjalan sesuai harapan. Di laboratorium Bumi, tercapai tingkat efisiensi sebesar 85% - hanya 15% air yang hilang. Sementara di orbit ISS, hanya 75% air yang didapat. "Di angkasa luar, kalsium keluar dari tulang astronot dan salah satu hal yang tidak kami pikirkan sebelumnya adalah kemana perginya kalsium," kata Pruitt. "Kami menemukan sebagian besar keluar bersama dengan air seni mereka." Jennifer Pruit bekerja agar lebih banyak urine astronot yang dapat diminum kembali. Ini berarti urine astronot di angkasa luar memiliki komposisi kimiawi yang berbeda dengan air seni yang diteliti para ahli di Bumi. "Kami menemukan, karena tambahan kalsium, urine bereaksi dengan bahan kimia sebelum pengolahan sehingga membentuk kalsium sulfat," jelas Pruitt," Kumpulan garam dalam jumlah besar ini menyumbat sistem - membuatnya tidak bekerja." Anda bisa membayangkan keadaan di mana anda terjebak di dalam kotak logam yang berada 400 km di atas Bumi dengan lima orang lainnya dan toiletnya tidak berfungsi. Penyumbatan ini menyebabkan astronot ISS harus bekerja lebih keras dan lebih banyak air yang harus dikembalikan ke Bumi, melebihi perkiraan. Tetapi tim Pruitt menemukan jalan keluarnya. Dengan mengubah susunan urine prapengolahan, mereka berharap daur ulang urine ISS dapat berjalan lebih efisien. Untuk menguji susunan senyawa kimiawi terbaru, Pruitt menggunakan tiruan prosesor urine di atas meja hangar Marshall dimana NASA menguji sistem pendukung kehidupannya. Spanduk ditaruh di salah satu atap untuk memberitahu para pengunjung bahwa laboratorium itu "membuat para astronot tetap hidup sejak tahun 1973". Tekanan dan penyulingan Mesin pemrosesan urine - tiruan yang sedang mengorbit - terdiri dari sejumlah kabel, pompa dan slang yang dihubungkan ke botol besar berisi urine - yang telah diolah agar menyerupai cola berukuran besar. Sementara mesin bekerja, Pruitt menjelaskan cara kerjanya. "Kami menaruh semuanya secara horizontal untuk menghilangkan pengaruh gravitasi," jelasnya. "Pompa bekerja sama seperti kerongkongan - mengerut dan mengocok cairan." Urine mengalir sepanjang salah satu tube tembus pandang menuju silinder terbesar di alat itu, seukuran oven rumah tangga. Tanki ini memiliki pompa yang mengeluarkan udara untuk menurunkan tekanan di dalamnya. Dengan mengurangi tekanan, titik didih larutan juga turun. Ini berarti air dapat dipisahkan tanpa pemanasan. Cairan yang tersisa setelah penyulingan didaur ulang untuk mendapatkan jumlah air terbanyak. Produk akhir proses ini adalah lumpur buangan garam dan air minum murni. Di angkasa luar, limbah dapat dibungkus dan dibakar di atmosfir Bumi dalam perjalanan pulang. Air telah siap untuk diminum. "Ini adalah air terbersih," kata Pruitt," lebih bersih dari apapun yang akan Anda minum di Bumi". Meskipun demikian, sebelum astronot dapat meminumnya, air super bersih ini masih harus diproses lagi untuk mencegah pertumbuhan bakteri. Yang berarti perlu ditambahkan iodine, sehingga air di ISS terasa mirip obat. “Tidak buruk,” kata Pruitt. “Anda hanya harus membiasakan diri.” Setelah membuktikan formula prapengolahan tidak lagi menyebabkan penyumbatan, ahli NASA akan memperkenalkan sistem ini dalam beberapa bulan ke depan. Harapannya adalah tingkat pengembalian air di angkasa luar akan seefisien yang terjadi di laboratorium Bumi. Sementara itu, tim Pruitt terus mengembangkan teknologi agar prosesnya menjadi lebih efisien. "Meskipun ada di sekitar urine selama bertahun-tahun," kata Pruitt," ini tetap menyenangkan!" Tulisan ini bisa Anda baca dalam bahasa Inggris Solving a space station's toilet shaped problem di BBC Future.