Al decenia, NASA-ingenieurs zijn belangrijke spelers geweest bij het ontwerp, fabricage en testen van de apparatuur die astronauten veilig in de ruimte houdt - op Skylab, SpaceHab en het internationale ruimtestation. Samenwerken met de industrie, ze creëerden het Environmental Control and Life Support System voor het ronddraaiende laboratorium om schoon water en lucht te leveren, de basiselementen die nodig zijn om te overleven.

Nu heeft een team van ingenieurs een nieuw onderzoek naar het station gestuurd om materialen te testen die de levensduur van levensondersteunende systemen op langdurige vluchten naar Mars en verder zullen verlengen. Toen de negende SpaceX-bevoorradingsmissie naar het station op 18 juli werd gelanceerd, het droeg het Long Duration Sorbent Testbed.

"Blootstelling aan de unieke omgeving in het ruimtestation kan het gedrag van materialen veranderen, " zei David Howard, programmamanager van het onderzoek bij Marshall. "Dit omvat wat we gebruiken om lucht en water te filteren, dus we hebben opties nodig voor systemen die we voor de toekomst creëren."

Het levensondersteunende systeem op het ruimtestation gebruikt momenteel een silicagel om vocht of water uit de lucht te verwijderen, waardoor een ander stuk hardware efficiënter koolstofdioxide uit de lucht kan schrobben, voorkomen dat het giftig wordt. Na een jaar, die gel verliest tot 75 procent van zijn capaciteit om water te absorberen, waardoor het relatief vaak moet worden vervangen. Terwijl astronauten vader het zonnestelsel in trekken, ze zullen niet het voordeel hebben van frequente bevoorradingsmissies, en moeten rekening houden met de gewichts- en ruimtebeperkingen die gepaard gaan met het inpakken van alle benodigdheden die ze nodig hebben om mee te nemen op de missie.

Ingenieurs en chemici geloven dat de gel die efficiëntie verliest vanwege de omgeving in het station en de meer dan 200 geregistreerde verontreinigingen daar. Het station is een zeer gesloten omgeving. Normale afvoer van geuren van kunststoffen en producten voor persoonlijke verzorging blijft in de cabinelucht in plaats van te worden verdund door de atmosfeer zoals hier op aarde. Terwijl een gespecialiseerd systeem deze verontreinigingen schrobt, sporen blijven nog steeds in de cabine.

"Er hangt een complexe atmosfeer op het ruimtestation, " zei Jim Knox, een ruimtevaartingenieur bij Marshall en hoofdonderzoeker voor de studie. "Alleen al de mix van milieuverontreinigende stoffen op het station is nieuw terrein voor ons. Bij het selecteren van materialen voor toekomstige systemen, we moeten weten hoe deze materialen zullen reageren op die verontreinigingen. Als we betere filters kunnen bouwen, we kunnen bezuinigen op het aantal vervangingen dat we zouden sturen op deep-space-missies en die ruimte kunnen gebruiken voor andere payloads."

Dit testbed zal nieuwe stoffen bestuderen die moleculen aantrekken en verzamelen om te bepalen welke het meest effectief zijn voor gebruik in filters tijdens langdurige missies. Het apparaat werd gelanceerd met 12 verschillende materialen om bloot te stellen aan de stationsomgeving. Deze materialen zijn speciaal geselecteerd om te helpen bij het verwijderen van kooldioxide. De "scrubbers" op het station hebben water uit de lucht nodig, zodat koolstofdioxide gemakkelijker kan worden verwerkt, samen met afvalwaterstof van de zuurstofgenerator, twee afvalproducten omzetten in water, een kostbaar goed.

Wanneer het onderzoek op het station is geïnstalleerd, het zal een jaar draaien zonder de noodzaak van betrokkenheid van de astronauten. Grondpersoneel zal het vanaf de aarde volgen terwijl ze een soortgelijk experiment uitvoeren met de materialen in het laboratorium op de grond ter vergelijking.

Het Long Duration Sorbent Testbed levert niet alleen gegevens over het beste materiaal voor gebruik op lange reizen in de ruimte, maar zal ons ook laten weten hoe lang die materialen effectief zullen zijn. Beide zijn cruciale punten als het gaat om het ontwerpen van het ruimtevaartuig dat ons verder de ruimte in zal brengen dan ooit tevoren.