يعد الماء أحد أكثر الموارد وفرة على كوكبنا ، حيث يوجد ما يقرب من ثلثي سطح الأرض تحت الماء. وفرتها أمر بالغ الأهمية لاستمرار بقائنا على قيد الحياة ، حيث يحتاج الشخص العادي إلى شرب ما يقرب من نصف جالون من الماء يوميًا. على هذا النحو ، نحن - في العالم المتقدم على الأقل - على بعد صنبور فقط من إمدادات المياه الجاهزة. يمكننا شراء زجاجة مياه من متجر زاوية مقابل 99 بنس.
شاهد ما يتعلق ببندقية الفضاء ليست عودة لرواد الفضاء المسلحين الكحول في الفضاء: من نبيذ الشركة إلى الويسكي عديم الجاذبية
بالنسبة إلى
محطة الفضاء الدولية (ISS) ، التي تدور حول الأرض بسرعة 17100 ميل في الساعة ، أقرب متجر زاوية يبعد حوالي 230 ميلاً ، وليس من السهل الوصول إليه. لا يمكنك الخروج من الباب والاقتراب من المتاجر. ليس إلا إذا كنت ترتدي بدلة مفرغة من الهواء ولديك صاروخ فضائي ووحدة هبوط في متناول اليد. عند العيش في مثل هذا المكان البعيد وغير المضياف ، يصبح الماء شيئًا من سلعة على متن محطة الفضاء الدولية ، حيث يمكن أن يكلف ما يقرب من 10000 دولار أمريكي (حوالي 7000 جنيه إسترليني) لزجاجة مياه. لوضع هذا في الاعتبار ، فإن تكلفة خدمة المياه التي تكلف 3000 دولار (2000 جنيه إسترليني) على متن محطة الفضاء الدولية هي أغلى بمئات المرات من تكلفة نصف لتر من الجعة الممتازة أسفل الحانة المحلية الخاصة بك. ومع ذلك ، فإن المشهد أفضل بلا شك على متن محطة الفضاء الدولية.
انتظر ... كم؟
"مساحة الشحن أعلى من سعرها ، ويجب احتساب تكلفة كل عنصر لضمان القيمة مقابل المال"
ينبع جزء كبير من التكلفة من تكلفة تزويد محطة الفضاء الدولية بالإمدادات الأساسية. تبلغ تكلفة كل عملية إمداد إلى محطة الفضاء الدولية عدة ملايين من الدولارات ، وتبلغ تكلفة الإطلاق نفسه ما يصل إلى نصف مليون دولار. على هذا النحو ، تعتبر مساحة الشحن أعلى من سعرها ، ويجب احتساب تكلفة كل عنصر لضمان القيمة مقابل المال ، والنظر في وزن كل عنصر وحجمه وضرورته.
في الأصل ، كان برنامج المكوك الفضائي سيوفر عمليات إمداد منتظمة لمحطة الفضاء الدولية. كان هذا على الرغم من تكلفة تشغيل مكوك الفضاء ، حيث كلف إطلاقه 500.000.000 دولار (حوالي 350.000.000 جنيه إسترليني) ، مقارنة بتكلفة 300.000.000 دولار (أكثر من 200.000.000 جنيه إسترليني) لإطلاق صاروخ أصغر مثل Space-X أو Orbital ATK. ومع ذلك ، يمكن أن يحمل مكوك الفضاء 50000 رطل (أكثر من 20 طناً) من البضائع ، مقارنة بـ 5000 رطل على الصواريخ. ويرجع ذلك إلى مساحة الشحن المخصصة على متن مكوك الفضاء. 
"مقابل كل مكوك أطلقته إلى الفضاء ، يتعين علي الآن إرسال عشرة صواريخ أصغر من روسيا أو الولايات المتحدة" ، كما يقول الدكتور رافي مارغاساهايام ، مهندس سلامة الحمولة في وكالة ناسا والرئيس المشارك للجنة مراجعة سلامة الأرض للفضاء الدولي محطة.
على هذا النحو ، أصبح تزويد محطة الفضاء الدولية مباشرة بجميع احتياجاتها المائية أمرًا باهظ التكلفة بشكل متزايد. في الأصل ، كانت ناسا تستخدم مكوك الفضاء لتزويد محطة الفضاء الدولية بالمياه كل شهرين إلى ثلاثة أشهر ، مع حمل المياه في سلسلة من الأكياس ، وزن كل منها 90 رطلاً (حوالي 40 كجم).
نظرًا لأن الأنظمة أصبحت أكثر كفاءة ، فإن ناسا تحتاج الآن فقط إلى إرسال صاروخ كل ثلاثة إلى ستة أشهر. يعمل هذا أيضًا على تحسين السلامة ، حيث كانت هناك حوادث مع إطلاق الصواريخ الروسية و Space X-7 و Orbital ATK Antares. 
تحمل كل رحلة إمداد ما يصل إلى 400 جالون من الماء. لا تهدف هذه المياه إلى تلبية جميع احتياجات رواد الفضاء حتى تشغيل الإمداد التالي ، ولكنها تهدف بدلاً من ذلك إلى زيادة احتياطيات المياه في محطة الفضاء الدولية. بدلاً من الاعتماد فقط على المياه التي توفرها وكالة ناسا و Roscosmos (وكالة الفضاء الفيدرالية الروسية) ، تنفذ محطة الفضاء الدولية سلسلة من أنظمة تجميع المياه وإعادة التدوير لتزويد رواد الفضاء بـ H20.
لا شيء يضيع
"لا شيء متروك. حتى فئران المختبر تساهم في بولها "
نظرًا لأنها مورد ثمين في الفضاء ، فإن أنظمة استصلاح المياه تجمع الرطوبة من جميع المصادر الممكنة على متن محطة الفضاء الدولية ، من التكثيف والرطوبة ، من خلال الاستحمام ومياه تنظيف الفم ، إلى العرق والبول. لا شيء متروك. حتى فئران المختبر تساهم في بولها. يقول مرغاساهيام: "يبلغ عدد الجرذان حوالي 72 جرذًا فيما يتعلق باستصلاح المياه".
في الوقت الحالي ، تحصد أنظمة استصلاح المياه 93٪ من مياه الصرف ، بينما تُفقد نسبة 7٪ المتبقية من خلال الأقفال الهوائية والأوساخ. ومع ذلك ، فإن محطة الفضاء الدولية تعيد تدوير ما يقرب من 3.6 جالون من الماء كل يوم.
نظرًا لأن أنظمة استصلاح المياه وإعادة التدوير يتم تقاسمها بالتساوي من كلا الجانبين ، فمن المحتم أن يكون رواد الفضاء الأمريكيون قد استهلكوا كميات كبيرة من المياه الروسية وأن رواد الفضاء الروس قد استهلكوا كميات كبيرة من المياه الأمريكية ، والتي تعد الأولى إلى حد كبير في العلاقات الدولية.
"على الرغم من مصادر المياه الأقل شهية ، فإن المياه الموجودة على متن محطة الفضاء الدولية هي أنقى من مياه الشرب لدينا على الأرض"
على الرغم من مصادر المياه الأقل شهية ، فإن المياه الموجودة على متن محطة الفضاء الدولية أنقى من مياه الشرب لدينا على الأرض. ويرجع ذلك إلى عملية إعادة تدوير المياه بمحطة الفضاء الدولية ، والتي تحاكي جزئيًا عملية التبخر والمياه على كوكبنا. بدلاً من تصفية المياه ببساطة ، يتم جمع مياه الصرف وتقليلها إلى ذرات مكوناتها ، وعندها يتم دمج ذرات الهيدروجين (H) والأكسجين (O) معًا لتكوين مياه عذبة. على هذا النحو ، لا يواجه رواد الفضاء مشكلة في شرب الماء ، على الرغم من أصوله غير المستساغة مثل العرق والبول.
بالإضافة إلى أنظمة إعادة تدوير المياه واستصلاحها في محطة الفضاء الدولية ، تستخدم وكالة ناسا طريقة تسمى تفاعل Sabatier لإنتاج الماء من الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون الزفير. الهيدروجين هو منتج ثانوي لنظام توليد الأكسجين ، والذي يستخدم التحليل الكهربائي لتحويل الماء إلى أكسجين وهيدروجين. في السابق ، تم تنفيس هذا الهيدروجين في الفضاء ، حيث إنه من الخطر تخزينه بكميات كبيرة ، ولكن يتم الآن تلقيمه مباشرة في مفاعل ساباتير. 
بالنظر إلى المستقبل ، ستلعب أنظمة Sabatier هذه دورًا مهمًا في مهمات المريخ المخطط لها في المستقبل. بالنظر إلى أن المريخ يبعد حوالي 225.000.000 كيلومتر (ما يقرب من 140.000.000 ميل) ، فقد يستغرق الأمر من ستة إلى تسعة أشهر للوصول إلى الكوكب الأحمر. عندما تأخذ في الاعتبار رحلة العودة أيضًا ، فقد تمر 18 شهرًا أو أكثر قبل عودة رواد الفضاء إلى الأرض.
التحضير للمريخ
لهذا السبب ، لا تبحث وكالة ناسا فقط في جعل أنظمة استصلاح المياه وإعادة التدوير أكثر كفاءة من أي وقت مضى ، بل تبحث أيضًا في أنظمة إنتاج المياه. يوضح Margasahayam: "يمكننا توليد الميثان [وكذلك الماء] من تفاعل Sabatier ، ويمكن دمج الميثان مع ثاني أكسيد الكربون على المريخ لتحويله إلى ماء". 
"ما كان في يوم من الأيام منتجًا ثانويًا للنفايات لعملية إنتاج الأكسجين أصبح الآن وسيلة يمكن من خلالها إنتاج إمدادات مياه إضافية لتلبية احتياجات رواد الفضاء"
بالنسبة لمحطة الفضاء الدولية ، أصبح ما كان يومًا منتجًا ثانويًا لعملية إنتاج الأكسجين وسيلة يمكن من خلالها إنتاج إمدادات مياه إضافية لتلبية احتياجات رواد الفضاء. وهذا بدوره يقلل من كمية المياه التي تحتاجها محطة الفضاء الدولية من الأرض.
يوضح Margasahayam قائلاً: "في أي وقت لا تكتسب فيه وزناً أكبر ، فإنك لا تقلل فقط من حجم الحمولة ، بل تقلل التكاليف أيضًا". "يمكنك استخدام هذا الحجم لإرسال شيء آخر إلى الفضاء ، مثل الطعام أو التجارب."
لذلك ، في المرة القادمة التي تشكو فيها من تكلفة الجعة في الحانة المحلية ، فكر فقط في مقدار تكلفة المياه على متن محطة الفضاء الدولية ، واشرب نصف لتر دون شكوى.
اقرأ التالي: تاريخ قصير للكحول في الفضاء
الصور: استخدم نيل تاكابري ووكالة ناسا بموجب المشاع الإبداعي