NASA's nieuwste technologiedemonstratie, die gelanceerd werd op de 15e missie van Northrop Grumman voor commerciële bevoorrading, is ontworpen om de waterrecycling op het internationale ruimtestation ISS te verbeteren en de efficiëntie van de waterrecycling voor de Artemis-generatie te vergroten.

De regeneratieve life support hardware van het ruimtestation, genaamd de Environmental Control and Life Support System, zorgt voor schone lucht en water voor stationspersoneel. Een nieuwe Brine Processor Assembly (BPA) wordt in het systeem vastgemaakt en zorgt ervoor dat er meer water uit de urine van de bemanning kan worden gewonnen. Dit nieuwe stukje technologie zal wetenschappers uiteindelijk helpen betere systemen te bouwen die kunnen worden gebruikt in toekomstige maan- en Mars-missies en -habitats.

Dankzij ECLSS kunnen meer bemanningsleden aan boord van het station wonen voor langere expedities met minder transport van middelen. De belangrijkste componenten van de regeneratieve ECLSS zijn het waterterugwinningssysteem en het luchtrevitalisatiesysteem.

Het Air Revitalization System reinigt de circulerende lucht in de cabine door eventuele verontreinigingen te verwijderen, inclusief kooldioxide, en produceert zuurstof en vervangt alle zuurstof die verloren is gegaan door de drukverlaging van de luchtsluis en experimenteel gebruik.

Het Water Recovery System levert schoon water voor astronauten door urine te recyclen, cabinevochtigheid condensaat van zweet van de bemanning, ademhaling, en hygiëne, en water teruggewonnen uit het Air Revitalization System. De Urine Processor Assemblage, onderdeel van het waterterugwinningssysteem, is ontworpen voor 85% waterterugwinning uit urine van de bemanning en is het afgelopen jaar verbeterd om nu 87% te recupereren vanwege analyse die aantoonde dat er nog steeds een marge was tegen neerslag van calciumsulfaat. "Dat distillaat wordt gecombineerd met het condensaat en verwerkt via de Water Processing Assembly (WPA), die 100% van het water dat het verwerkt terugwint, " zegt Layne Carter, International Space Station Water Subsystem Manager bij Marshall. "Als resultaat, onze totale waterterugwinning is ongeveer 93,5%."

Astronautenbemanningen op langdurige verkenningsmissies hebben ECLSS-systemen nodig om aan het begin van hun reis dichter bij 98% van het water te winnen.

"Om een ​​lage baan om de aarde te verlaten en langdurige verkenning ver van de aarde mogelijk te maken, we moeten de waterkringloop sluiten, " zegt Caitlin Meyer, plaatsvervangend projectmanager voor Advanced Exploration Systems Life Support Systems bij NASA's Johnson Space Center in Houston. "De huidige systemen voor het terugwinnen van urinewater maken gebruik van distillatie, die een pekel produceert. De pekelverwerker zal dat waterhoudende effluent accepteren en het resterende water onttrekken."

Eenmaal geïnstalleerd in de Tranquility-module van het station, de BPA pompt pekel uit de Advanced Recycle Filter Tank Assembly van de UPA in een blaas met dubbel membraan. Deze blaas zal selectief waterdamp in de atmosfeer van de cabine doorlaten. Eenmaal in de atmosfeer, het water wordt met een ander onderdeel van het Water Recovery System uit de lucht gehaald, de condenserende warmtewisselaar. De warmtewisselaar stuurt dat vocht terug naar de waterverwerkingseenheid, waar het weer wordt omgezet in drinkwater. De gebruikte blazen van de BPA die de resulterende gedroogde pekel bevatten, worden verwijderd en opgeslagen, en uiteindelijk weggegooid of teruggestuurd naar de aarde voor studie.

"Met deze nieuwe pekelprocessorassemblage, we zullen extra water terugwinnen uit de urinepekel die door de Urine Processor wordt geproduceerd, zodat de totale waterterugwinning dichter bij 98% ligt", zegt Carter.

"Met de nieuwe BPA en het Universal Waste Management System gelanceerd op de eerdere bevoorradingsvlucht van Northrop Grumman, de evolutie van het ISS Water Recovery System naar het Exploration Water Recovery System is bijna voltooid, " zei Laura Shaw, International Space Station Exploration ECLSS manager. "We zullen enkele extra componentupgrades hebben om de betrouwbaarheid te verbeteren, maar heb nu alle assemblages op hun plaats. Dit is een grote mijlpaal voor de Exploration ECLSS."

De pekelprocessor zal uiteindelijk helpen om langdurige bemande verkenningsmissies mogelijk te maken en de behoefte aan wateraanvoer vanaf de aarde te verminderen. Het vermogen van de technologiedemonstratie om het herstel van water uit urinepekel te verbeteren, kan ook op aarde worden gebruikt in ruwe en afgelegen omgevingen met beperkte toegang tot water.