يسعى علماء جامعة كورنيل إلى صنع أحد الأجزاء الأقل روعة ولكنها عملية في الوقت نفسه الكثبان الرملية في دراسة جديدة أجريت هذا الأسبوع، طرح الفريق تصميمًا لبدلة فضاء تعمل على إعادة تدوير البول وتحويله إلى مياه صالحة للشرب، تمامًا مثل البدلات الثابتة التي يرتديها رواد الفضاء من فريمن أراكيس. من المفترض أن تسمح البدلة لرواد الفضاء بالقيام برحلات فضائية أطول، من بين فوائد أخرى، ويأمل العلماء أن يتم إطلاقها في الوقت المناسب للمهمات القادمة إلى القمر والمريخ.
أثناء المهمات الفضائية، نقوم بالفعل بإعادة تدوير النفايات السائلة من أجسامنا إلى مياه شرب نظيفة. على سبيل المثال، في العام الماضي، قامت وكالة ناسا أعلن إن رواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية يقومون الآن بإعادة تدوير 98% من البول والعرق، مقارنة بـ 93% التي تم تحقيقها سابقًا. ورغم أن هذا يبدو مقززًا، إلا أن إعادة الاستخدام هذه تزيد من الموارد المحدودة المتاحة لطاقم العمل.
ولكن في الوقت الحالي، لا يستطيع رواد الفضاء القيام بنفس الشيء عندما يكونون في الخارج فعليًا ببدلاتهم الفضائية. وإذا اضطروا إلى الخروج أثناء السير في الفضاء، فإنهم ببساطة يستخدمون حفاضات معدلة، والتي تساعد في إطالة المهام ولكنها تأتي مع بعض المتاعب. على سبيل المثال، يمكن للحفاضات أن تتسرب في بعض الأحيان، مما يجعل ارتدائها غير مريح لرواد الفضاء، وقد يؤدي هذا التعرض للنفايات إلى زيادة احتمالات حدوث مضاعفات مثل عدوى المسالك البولية. يمكن لرواد الفضاء تقليل كمية البول لديهم عن طريق عدم شرب الكثير من الماء قبل السير في الفضاء، ولكن هذا في حد ذاته يمكن أن يكون خطيرًا ويحد من المدة التي يمكن القيام بها بالسير في الفضاء بأمان.
من الخيال العلمي إلى الواقع
مستوحاة بشكل مباشر من عمل الكثبان الرملية قام المؤلف فرانك هربرت، وعلماء في كلية طب وايل كورنيل وجامعة كورنيل بتصميم بدلة فضاء للتغلب على هذه التحديات. لقد قاموا بالفعل بإنشاء نموذج أولي للبدلة وقاموا بتفصيل عملها الداخلي في ورقة بحثية نُشرت يوم الخميس في مجلة آفاق في تكنولوجيا الفضاء.
وقالت المؤلفة الرئيسية صوفيا إيتلين، عضو فريق البحث في كلية طب وايل كورنيل وجامعة كورنيل، في مقال نشرته صحيفة “ديلي تلجراف” البريطانية: “يتضمن التصميم قسطرة خارجية تعتمد على الفراغ تؤدي إلى وحدة تناضح عكسي أمامي مشترك، مما يوفر إمدادًا مستمرًا من مياه الشرب مع آليات أمان متعددة لضمان سلامة رواد الفضاء”. إفادة من فرونتيرز، ناشر المجلة.
يستطيع النظام المحمول تصفية 500 مليلتر من البول في حوالي خمس دقائق، بطرق جمع مختلفة للنساء والرجال. في الوقت الحالي، لا يتمتع النظام بكفاءة مثل الأنظمة الأكبر حجمًا على متن محطة الفضاء الدولية، حيث يبلغ معدل إعادة التدوير 87%. لكن هذا يجب أن يكون كافيًا لمساعدة رواد الفضاء على إطالة رحلاتهم الفضائية بمزيد من الراحة.
الحاجة إلى بدلات فضاء أفضل
وتتوقع وكالة ناسا إرسال رواد فضاء مرة أخرى إلى القمر في السنوات القليلة المقبلة، مع توقع هبوط مأهول على القمر – مهمة أرتميس 2 – في وقت لاحق من هذا العقد. وتأمل ناسا أيضًا أن تساعد في إرسال البشر بنجاح إلى المريخ في أقرب وقت ممكن. ثلاثينيات القرن الحادي والعشرين، مع بعض البعثات ذات الصلة على الأرض جارية بالفعل. يعتقد فريق كورنيل أن البدلة التي صنعوها قد تكون ذات قيمة لا تقدر بثمن لتحقيق هذه الأهداف، ويزعمون أنها قد تكون جاهزة للانطلاق بحلول الوقت الذي تنطلق فيه بعثات أرتميس. ومع ذلك، سيتعين على المهندسين دراسة البدلة بمزيد من التفصيل قبل اعتبارها مناسبة للفضاء.
وقال كريستوفر ماسون، أستاذ علم وظائف الأعضاء والفيزياء الحيوية في كلية وايل كورنيل للطب في بيان: “يمكن اختبار نظامنا في ظروف محاكاة انعدام الجاذبية، حيث أن انعدام الجاذبية هو العامل الفضائي الأساسي الذي يجب أن نضعه في الحسبان. ستضمن هذه الاختبارات وظائف النظام وسلامته قبل نشره في مهام فضائية فعلية”.
إن بدلة الفضاء التي تعيد تدوير البول إلى مياه صالحة للشرب فكرة رائعة ورائعة، ولكن هل يقتل العلماء أن يخترعوا طريقة لتمكين دماغي من حساب معادلات رياضية معقدة بسرعة (مثل فاتورة عشاء جماعي)، على غرار عائلة مينتات؟