Raumanzug-Hygienesystem recycelt Urin zu Trinkwasser

Ein neues Hygienesystem ermöglicht, Urin zu etwa 85 Prozent zu recyceln und den Astronauten als Trinkwasser zur Verfügung zu stellen, wie das Entwicklerteam im Fachjournal „Frontiers in Space Technologies“ berichtet.

In der Science-Fiction-Filmreihe „Dune“ ist Wasser eine äußerst wertvolle Ressource. Daher tragen die Fremen in der Wüste spezielle Destillanzüge, die Körperflüssigkeiten wie Urin und Schweiß wiederverwerten. Laut einer Mitteilung der Fachzeitschrift war dies eine Inspiration für Sofia Etlin und Christopher Mason von der Cornell University in New York und ihr Team, ein neues Hygienesystem für Raumanzüge zu entwickeln. Derzeit steht den Nasa-Astronauten in ihren Raumanzügen nur etwa ein Liter Trinkwasser zur Verfügung.

„Dies reicht nicht für die geplanten, länger andauernden Weltraumspaziergänge auf dem Mond aus, die zehn Stunden und im Notfall sogar bis zu 24 Stunden dauern können“, zitiert die dpa Sofia Etlin.

Wie ist es bei der ISS geregelt?

Dort hingegen wird Urin bereits zu Trinkwasser recycelt. Bei der Raumstation wird Urin in Silikonbehältern mit hautfreundlicher Oberfläche gesammelt. Diese Behälter gibt es in zwei verschiedenen Formen, um die Unterschiede zwischen männlicher und weiblicher Anatomie zu berücksichtigen. Ein Feuchtigkeitssensor aktiviert eine Pumpe, die den Urin schnell vom Körper entfernt. Das System nutzt eine Zweifilteranordnung: Zuerst wird das Wasser durch Osmose in eine Salzlösung gezogen, dann wird es bei der umgekehrten Osmose aus der Salzlösung gefiltert, sodass es Trinkwasserqualität erreicht.

Wie funktioniert das neue System?

Etlin, Mason und ihr Team haben das System so stark verkleinert, dass es in einem Rucksack auf dem Rücken getragen werden kann. Der Rucksack wiegt etwa acht Kilogramm, was bei der geringeren Schwerkraft im Weltraum oder auf dem Mond kaum ins Gewicht fällt. Das System benötigt zwar Strom, verbraucht aber weniger als zehn Prozent des derzeitigen Energiebedarfs eines Raumanzugs.

„Unser System kann unter simulierten Bedingungen minimaler Schwerkraft getestet werden, da die Mikrogravitation der wichtigste Weltraumfaktor ist, den wir berücksichtigen müssen“, erklärt Mason.

Das Gerät sammelt Astronautenurin über einen externen Katheter und wandelt ihn durch Vorwärts- und Rückwärtsosmose (FO-RO) in trinkbares Wasser um. Dies fördert eine nachhaltige Wasserwirtschaft im Weltraum. „Ziel dieser Forschung ist es, eine Urinsammelrate von 85 % mit einem modifizierten MAG zu erreichen“, schreiben die Forschenden.

Das verbesserte MAG besteht aus flexiblem Kompressionsmaterial mit einem antimikrobiellen Futter. Ein spezieller Silikon-Urinsammler, der für männliche und weibliche Astronauten angepasst ist, sammelt den Urin. Die Vakuumpumpe zur Urinsammlung wird automatisch durch einen Feuchtigkeitssensor aktiviert, der das Vorhandensein von Urin erkennt.

Wie sieht es bei alten Raumanzügen aus?

In den derzeit verwendeten Raumanzügen der US-Raumfahrtbehörde Nasa tragen die Astronauten bei den oft viele Stunden dauernden Außeneinsätzen eine Art Erwachsenenwindel für Kot und Urin, die als „Maximum Absorbency Garment“ bezeichnet wird.

Sie kann während Weltraumspaziergängen (EVAs) bis zu 8 Stunden lang Urin und Fäkalien aufnehmen. Das erhöht das Risiko für hygienebedingte medizinische Probleme wie Harnwegsinfektionen und Magen-Darm-Beschwerden. Früher begrenzten Astronauten ihre Nahrungsaufnahme oder folgten einer ballaststoffarmen Diät vor körperlich anspruchsvollen EVAs mit dem MAG, was ihren Arbeitsleistungsindex (WPI) senkte und Gesundheitsrisiken darstellte. Der aktuelle 0,95-Liter-Getränkebeutel (IDB) im Anzug liefert nicht genug Wasser für häufigere und längere Weltraumspaziergänge, bei denen Astronauten möglicherweise länger von ihrem Fahrzeug entfernt sind. Die hohen Transportkosten ins All pro Pfund und die begrenzten Ressourcen betonen die Notwendigkeit eines effizienten Abfallmanagements. (mit dpa)