Большинство космических кораблей и станций оснащены системами жизнеобеспечения открытого цикла: они используют воду и кислород, доставленные с Земли, и выбрасывают отходы в открытый космос.

Однако для длительных миссий к Луне и Марсу цикл необходимо сделать этот цикл замкнутым: вода и кислород должны эффективно регенерироваться внутри корабля, иначе ему придется тащить с собой огромное количество груза. Соответствующий проект запущен американским Центром космических полетов Маршалла (MSFC).

Главный инженер проекта Робин Карраскилло (Robyn Carrasquillo) отметил, что приоритет в создании подобных систем принадлежит русским специалистам. «Космический корабль «Салют» и станция «Мир» были оснащены системой, которая конденсировала влагу из воздуха и получала из нее кислород посредством электролиза», — поясняет он.

Однако специалисты NASA пошли еще дальше: их установка, названная «Система жизнеобеспечения и контроля окружающей среды» (ECLSS), умеет выделять воду не только из воздуха, но и из мочи.

Принцип работы ECLSS весьма прост — по сути, она представляет собой усовершенствованный вариант перегонного аппарата: моча нагревается в специальном резервуаре, после чего испарившаяся из нее вода конденсируется, смешивается с влагой, полученной из воздуха, и прогоняется через фильтр. Таким образом, на выходе получается вполне пригодная для питья жидкость. И все же создание соответствующего аппарата оказалось довольно сложной технической задачей.

Дело в том, что в перегонном аппарате, расположенном на Земле, пар поднимается в конденсационную емкость самостоятельно — просто потому, что он легче, чем окружающий его воздух. Однако в космосе, при близкой к нулю гравитации, конвекционные процессы не происходят, и пар остается в той же емкости, что и жидкость, из которой его получили.

Чтобы их разделить, разработчикам пришлось создать в перегонной установке искусственную гравитацию, заставив ее вращаться. Вдобавок ко всему, моча оказалась довольно «агрессивной» жидкостью, вызывающей ускоренную коррозию металлических деталей и «проедающей» шланги и сочленения.

Между тем ECLSS умеет рециркулировать все 100% воды, содержащейся в воздухе в виде паров, и около 85% воды из урины. Суммарная эффективность установки достигает 93%. При весе около полутора тонн, система способна производить более двух литров воды в час. «Это позволит нам довести количество астронавтов, постоянно находящихся на борту МКС, до 6 человек» — отмечает Карраскилло. С особенной гордостью разработчики отмечают, что вырабатываемая вода отвечает самым строгим стандартам качества, принятым в наземных системах водоснабжения.

Кроме установки по рециркуляции влаги, ECLSS оснащена также кислородным генератором (OGS), который способен получать кислород из воды с помощью электролиза. Побочный продукт этого процесса — водород — выбрасывается за борт корабля.

«Регенерировать воду на борту МКС с помощью нашей установки будет гораздо дешевле, чем доставлять ее с Земли», — подчеркивает Карраскилло. Ну а для длительных полетов — к Марсу, например, — без подобных систем и вовсе не обойтись.