Woda jest jednym z najbogatszych zasobów na naszej planecie, z około dwiema trzecimi powierzchni Ziemi pod wodą. Jego obfitość ma kluczowe znaczenie dla naszego dalszego przetrwania, ponieważ przeciętna osoba musi wypijać około pół galona wody dziennie. W związku z tym my – przynajmniej w rozwiniętym świecie – dzieli nas tylko kran od gotowego źródła wody. Butelkę wody możemy kupić w narożnym sklepie już za 99 pensów.
Zobacz powiązane Strzelba kosmiczna to nie powrót do uzbrojonych astronautów Alkohol w kosmosie: od wina komunijnego do whisky o zerowej grawitacji
Dla
Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS), orbitująca wokół Ziemi z prędkością zaledwie 17.100 mil na godzinę, najbliższy sklep na rogu znajduje się około 230 mil dalej i nie jest łatwo dostępny. Nie możesz po prostu wyskoczyć za drzwi i poskoczyć do sklepów. Nie, chyba że masz na sobie skafander próżniowy i masz pod ręką moduł rakiety kosmicznej i lądownika. Mieszkając w tak odległym i niegościnnym miejscu, woda staje się czymś w rodzaju towaru na pokładzie ISS, gdzie butelka wody może kosztować około 10 000 USD (około 7 000 GBP). Aby spojrzeć na to z innej perspektywy, porcja wody kosztująca 3000 USD (2000 GBP) na pokładzie ISS jest setki razy droższa niż kufel piwa premium w lokalnym pubie. Jednak widok jest bez wątpienia lepszy na pokładzie ISS.
Czekaj… ile?
„Przestrzeń ładunkowa jest na wagę złota, a każdy przedmiot musi być wyceniony, aby zapewnić stosunek jakości do ceny”
Większość kosztów wynika z tego, jak drogie jest zapewnienie ISS niezbędnych dostaw. Każda dostawa do ISS kosztuje kilka milionów dolarów, a sam start kosztował nawet pół miliona dolarów. W związku z tym przestrzeń ładunkowa jest na wagę złota, a każdy przedmiot musi być wyceniony, aby zapewnić stosunek jakości do ceny, biorąc pod uwagę jego wagę, objętość i konieczność.
Pierwotnie program promu kosmicznego zapewniał regularne loty do ISS. Stało się tak pomimo drogiego w eksploatacji wahadłowca kosmicznego, którego wystrzelenie kosztowało 500 000 000 USD (prawie 350 000 000 GBP), w porównaniu z kosztem 300 000 000 USD (ponad 200 000 000 GBP) wystrzelenia mniejszej rakiety, takiej jak Space-X lub Orbital ATK. Jednak wahadłowiec kosmiczny może przenosić 50 000 funtów (ponad 20 ton) ładunku, w porównaniu z 5000 funtów na rakietach. Wynika to z wydzielonej przestrzeni ładunkowej na pokładzie promu kosmicznego. 
„Za każdy wahadłowiec, który wystrzeliłem w kosmos, muszę teraz wysłać dziesięć mniejszych rakiet z Rosji lub Stanów Zjednoczonych”, mówi dr Ravi Margasahayam, inżynier ds. bezpieczeństwa ładunku w NASA i współprzewodniczący panelu ds. Przeglądu Bezpieczeństwa naziemnego w International Space. Stacja.
W związku z tym bezpośrednie zaopatrzenie ISS w całość zapotrzebowania na wodę stało się coraz bardziej nieopłacalne. Pierwotnie NASA wykorzystywała prom kosmiczny do dostarczania wody do ISS co dwa do trzech miesięcy, przy czym woda była przenoszona w serii worków, każdy ważący 90 funtów (około 40 kg).
Ponieważ systemy stały się bardziej wydajne, NASA musi teraz wysyłać rakietę tylko co trzy do sześciu miesięcy. Poprawia to również bezpieczeństwo, ponieważ zdarzały się wypadki podczas startów rosyjskich, kosmicznych X-7 i Orbital ATK Antares. 
Każda podróż zaopatrzeniowa niesie ze sobą do 400 galonów wody. Ta woda nie jest przeznaczona do zaspokojenia wszystkich potrzeb astronautów do następnego uruchomienia dostaw, ale zamiast tego ma na celu uzupełnienie rezerw wodnych ISS. Zamiast polegać wyłącznie na wodzie dostarczanej przez NASA i Roscosmos (Rosyjska Federalna Agencja Kosmiczna), ISS wdraża serię systemów zbierania i recyklingu wody, aby zapewnić astronautom H20.
Nic się nie zmarnowało
„Nic nie zostało pominięte. Nawet szczury laboratoryjne dostarczają swój mocz”
Ponieważ jest to tak cenny zasób w kosmosie, systemy odzyskiwania wody gromadzą wilgoć ze wszystkich możliwych źródeł na pokładzie ISS, od kondensacji i wilgoci, przez prysznic i wodę do higieny jamy ustnej, po pot i mocz. Nic nie jest pomijane. Nawet szczury laboratoryjne dostarczają swój mocz. „Jeden człowiek to około 72 szczurów, jeśli chodzi o odzyskiwanie wody”, mówi Margasahayam.
Obecnie systemy odzyskiwania wody zbierają 93% ścieków, a pozostałe 7% jest tracone przez śluzy powietrzne i brud. Niemniej jednak ISS codziennie przetwarza około 3,6 galonów wody.
Ponieważ systemy odzyskiwania i recyklingu wody są równo podzielone przez obie strony, nieuniknione jest, że amerykańscy astronauci będą spożywać rosyjskie zielsko, a rosyjscy astronauci zjedzą amerykańskie zielsko, co jest prawie pierwszym w stosunkach międzynarodowych.
„Pomimo tych mniej niż apetycznych źródeł wody woda na pokładzie ISS jest czystsza niż nasza woda pitna na Ziemi”
Pomimo tych mniej niż apetycznych źródeł wody, woda na pokładzie ISS jest czystsza niż nasza woda pitna na Ziemi. Wynika to z procesu recyklingu wody w ISS, który częściowo naśladuje proces parowania i opadów na naszej planecie. Zamiast po prostu filtrować wodę, ścieki są zbierane i redukowane do atomów składowych, po czym atomy wodoru (H) i tlenu (O) są łączone razem, tworząc świeżą wodę. W związku z tym astronauci nie mają problemu z piciem wody, pomimo jej niezbyt smacznego pochodzenia, jak pot i mocz.
Oprócz systemów recyklingu i odzyskiwania wody na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, NASA wykorzystuje metodę zwaną reakcją Sabatiera do tworzenia wody z wodoru i wydychanego dwutlenku węgla. Wodór jest produktem ubocznym Systemu Wytwarzania Tlenu, który wykorzystuje elektrolizę do przekształcania wody w tlen i wodór. Wcześniej ten wodór był wypuszczany w kosmos, ponieważ jego przechowywanie w dużych ilościach jest niebezpieczne, ale teraz jest podawany bezpośrednio do reaktora Sabatiera. 
Patrząc w przyszłość, te systemy Sabatier odegrają kluczową rolę w planowanych misjach na Marsa w przyszłości. Biorąc pod uwagę, że Mars jest oddalony o około 225 000 000 km (prawie 140 000 000 mil), dotarcie do czerwonej planety może zająć od sześciu do dziewięciu miesięcy. Jeśli uwzględnisz również podróż powrotną, może minąć 18 miesięcy lub więcej, zanim astronauci wrócą na Ziemię.
Przygotowanie do Marsa
Z tego powodu NASA nie tylko szuka coraz bardziej wydajnych systemów odzyskiwania i recyklingu wody, ale także prowadzi badania nad systemami produkcji wody. „Możemy generować metan [a także wodę] z reakcji Sabatiera, a metan można połączyć z dwutlenkiem węgla na Marsie, aby przekształcić go w wodę” – wyjaśnia Margasahayam. 
„To, co kiedyś było odpadowym produktem ubocznym procesu produkcji tlenu, teraz staje się środkiem, za pomocą którego można wyprodukować uzupełnienie wody w celu zaspokojenia potrzeb astronautów”
Dla ISS to, co kiedyś było odpadowym produktem ubocznym procesu produkcji tlenu, teraz staje się środkiem, za pomocą którego można uzupełnić zapasy wody, aby zaspokoić potrzeby astronautów. To z kolei zmniejsza ilość wody, jakiej potrzebuje ISS z Ziemi.
„Za każdym razem, gdy nie przyjmujesz większej wagi, nie tylko zmniejszasz objętość ładunku, ale także zmniejszasz koszty”, wyjaśnia Margasahayam. „Możesz użyć tej objętości, aby wysłać coś innego w kosmos, na przykład jedzenie lub eksperymenty”.
Więc następnym razem, gdy będziesz narzekać na koszt piwa w lokalnym pubie, pomyśl ile kosztuje woda na pokładzie ISS i wypij piwo bez narzekania.
CZYTAJ DALEJ: Krótka historia alkoholu w kosmosie
Zdjęcia: Neil Tackaberry i NASA wykorzystane na licencji Creative Commons