Wasser ist eine der reichlichsten Ressourcen auf unserem Planeten, da etwa zwei Drittel der Erdoberfläche unter Wasser sind. Sein Überfluss ist entscheidend für unser weiteres Überleben, da der durchschnittliche Mensch etwa eine halbe Gallone Wasser pro Tag trinken muss. Als solche sind wir – zumindest in der entwickelten Welt – nur einen Hahn von einer gebrauchsfertigen Wasserversorgung entfernt. Wir können eine Flasche Wasser in einem Tante-Emma-Laden für nur 99 Pence kaufen.
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An einem so abgelegenen und unwirtlichen Ort zu leben, wird Wasser an Bord der ISS zu einer Ware, wo eine Flasche Wasser ungefähr 10.000 US-Dollar (ca. 7.000 GBP) kosten kann. Um dies ins rechte Licht zu rücken: Eine Portion Wasser kostet an Bord der ISS 3.000 US-Dollar (2.000 GBP) und ist hundertmal teurer als ein Pint Premium-Lager in Ihrem örtlichen Pub. An Bord der ISS ist die Sicht jedoch zweifellos besser.
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Der Laderaum ist knapp und jeder Artikel muss kalkuliert werden, um ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis zu gewährleisten
Ein Großteil der Kosten ergibt sich daraus, wie teuer es ist, die ISS mit lebenswichtigen Gütern zu versorgen. Jeder Versorgungslauf zur ISS kostet mehrere Millionen Dollar, der Start selbst kostet bis zu einer halben Million Dollar. Daher ist der Laderaum von höchster Bedeutung, und jeder Artikel muss kalkuliert werden, um ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis zu gewährleisten, wobei das Gewicht, das Volumen und die Notwendigkeit jedes Artikels berücksichtigt werden.
Ursprünglich war die Space Shuttle Programm würde regelmäßige Versorgungsfahrten zur ISS bereitstellen. Dies geschah, obwohl der Betrieb des Space Shuttles teuer war und $ 500.000.000 (fast 350.000.000 £) für den Start gekostet hat, verglichen mit den Kosten von 300.000.000 $ (über 200.000.000 £), um eine kleinere Rakete wie zu starten Leerzeichen-X oder der Orbitale ATK . Das Space Shuttle könnte jedoch 50.000 Pfund (über 20 Tonnen) Fracht transportieren, verglichen mit 5.000 Pfund auf den Raketen. Dies ist auf den speziellen Laderaum an Bord des Space Shuttles zurückzuführen.
Für jedes Shuttle, das ich ins All schicke, muss ich jetzt zehn kleinere Raketen aus Russland oder den USA schicken, sagt Dr. Ravi Margasahayam, ein Payload Safety Engineer bei Engineer NASA und Co-Vorsitzender des Ground Safety Review Panels für die Internationale Raumstation.
Aus diesem Grund ist es immer unbrauchbarer geworden, die ISS direkt mit ihrem gesamten Wasserbedarf zu versorgen. Ursprünglich nutzte die NASA das Space Shuttle, um die ISS alle zwei bis drei Monate mit Wasser zu versorgen, wobei das Wasser in einer Reihe von Säcken transportiert wurde, die jeweils 90 Pfund (ca. 40 kg) wiegen.
Da die Systeme effizienter geworden sind, muss die NASA nur noch alle drei bis sechs Monate eine Rakete schicken. Dies verbessert auch die Sicherheit, da es bei russischen, Space X-7- und Orbital-ATK-Antares-Starts zu Unfällen gekommen ist.
Jede Versorgungsfahrt führt bis zu 400 Gallonen Wasser. Dieses Wasser soll nicht den gesamten Bedarf der Astronauten bis zum nächsten Versorgungslauf decken, sondern soll die Wasserreserven der ISS auffüllen. Anstatt sich nur auf Wasser zu verlassen, das von der NASA bereitgestellt wird, und Roskosmos (die russische Federal Space Agency) implementiert die ISS eine Reihe von Wassersammel- und Recyclingsystemen, um die Astronauten mit H20 zu versorgen.
Nichts verschwendet
Nichts wird ausgelassen. Sogar die Laborratten tragen ihren Urin bei
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Da es eine so kostbare Ressource im Weltraum ist, gewinnen die Wasserrückgewinnungssysteme Feuchtigkeit aus allen möglichen Quellen an Bord der ISS, von Kondenswasser und Feuchtigkeit über Dusch- und Mundhygienewasser bis hin zu Schweiß und Urin. Nichts wird ausgelassen. Sogar die Laborratten tragen ihren Urin bei. Ein Mensch ist etwa 72 Ratten, was die Wassergewinnung angeht, sagt Margasahayam.
Derzeit sammeln die Wasserrückgewinnungssysteme 93 % des Abwassers, die restlichen 7 % gehen durch Schleusen und Schmutz verloren. Trotzdem recycelt die ISS täglich etwa 3,6 Gallonen Wasser.
Da die Wasserrückgewinnungs- und Recyclingsysteme von beiden Seiten gleichermaßen genutzt werden, ist es unvermeidlich, dass amerikanische Astronauten russisches Wee konsumiert haben und russische Astronauten amerikanisches Wee konsumiert haben, was so ziemlich eine Premiere in den internationalen Beziehungen darstellt.
Trotz dieser wenig appetitlichen Wasserquellen ist das Wasser an Bord der ISS reiner als unser Trinkwasser auf der Erde
Trotz dieser wenig appetitlichen Wasserquellen ist das Wasser an Bord der ISS reiner als unser Trinkwasser auf der Erde. Dies ist auf den Wasserrecyclingprozess der ISS zurückzuführen, der teilweise den Prozess der Verdunstung und des Niederschlags von Wasser auf unserem Planeten nachahmt. Anstatt das Wasser einfach zu filtern, wird das Abwasser gesammelt und in seine Bestandteile zerlegt, woraufhin sich die Wasserstoff- (H)- und Sauerstoffatome (O) zu Frischwasser verbinden. Als solche haben die Astronauten kein Problem damit, das Wasser zu trinken, obwohl es weniger schmackhaft ist als Schweiß und Urin.
Neben den Wasserrecycling- und Regenerierungssystemen auf der Internationalen Raumstation nutzt die NASA eine Methode namens Sabatier-Reaktion, um aus Wasserstoff und ausgeatmetem Kohlendioxid Wasser zu erzeugen. Der Wasserstoff ist ein Nebenprodukt des Sauerstofferzeugungssystems, das Wasser durch Elektrolyse in Sauerstoff und Wasserstoff umwandelt. Früher wurde dieser Wasserstoff in den Weltraum abgelassen, da die Speicherung in großen Mengen gefährlich ist, jetzt wird er aber direkt in den Sabatier-Reaktor eingespeist.
Blick nach vorn, diese Sabatier-Systeme künftig eine entscheidende Rolle bei den geplanten Mars-Missionen spielen. Angesichts der Tatsache, dass der Mars ungefähr 225.000.000 km (fast 140.000.000 Meilen) entfernt ist, kann es sechs bis neun Monate dauern, bis der Rote Planet erreicht ist. Berücksichtigt man auch die Rückreise, kann es 18 Monate oder länger dauern, bis die Astronauten zur Erde zurückkehren.
Vorbereitung auf den Mars
Aus diesem Grund arbeitet die NASA nicht nur daran, Wasserrückgewinnungs- und Recyclingsysteme noch effizienter zu machen, sondern erforscht auch wasserproduzierende Systeme. Wir können Methan [sowie Wasser] aus der Sabatier-Reaktion erzeugen, und Methan kann auf dem Mars mit Kohlendioxid kombiniert werden, um es in Wasser umzuwandeln, erklärt Margasahayam.
Was einst ein Abfall-Nebenprodukt der Sauerstoffproduktion war, wird jetzt zu einem Mittel, mit dem eine zusätzliche Wasserversorgung für den Bedarf der Astronauten hergestellt werden kann
Was einst ein Abfallprodukt des Sauerstoffproduktionsprozesses war, wird für die ISS nun zu einem Mittel, mit dem eine zusätzliche Wasserversorgung für den Bedarf der Astronauten hergestellt werden kann. Dies wiederum reduziert die Wassermenge, die die ISS von der Erde benötigt.
Immer wenn man nicht mehr Gewicht aufnimmt, reduziert man nicht nur das Nutzlastvolumen, sondern auch die Kosten, erklärt Margasahayam. Sie können dieses Volumen verwenden, um etwas anderes in den Weltraum zu senden, z. B. Nahrung oder Experimente.
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Wenn Sie sich also das nächste Mal über die Kosten für ein Bier in Ihrem örtlichen Pub beschweren, denken Sie einfach daran, wie viel Wasser an Bord der ISS kostet, und trinken Sie Ihr Pint ohne sich zu beschweren.
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Bilder: Neil Tackaberry und NASA verwendet unter Creative Commons
