Trong khi một người trên Trái Đất chỉ cần mở cửa và chạy vèo đến cửa hàng để mua nước, thì đối với phi hành đoàn trên ISS, “cửa hàng” gần nhất mà có thể tìm thấy lại cách đó tới 370 km.
Tại một nơi xa xôi và khắc nghiệt như ISS, nước đã trở thành một thứ hàng hóa xa xỉ. Một chai nước ở đây có thể được bán với mức giá xấp xỉ 10.000 USD.
Tại sao lại có mức giá này?
Sở dĩ nước ở ISS có giá cao như vậy là bởi chi phí cho mỗi lần cung cấp các vật tư thiết yếu lên đây đều vô cùng đắt đỏ. Mỗi chuyến hàng đươc vận chuyển lên ISS tiêu tốn tới vài triệu USD.
Chính vì lý do này mà hàng hóa ở đây đều đắt hơn rất nhiều so với giá bình thường và mỗi loại đều phải được tính toán chi phí dựa trên nhiều yếu tố để đảm bảo việc cân bằng giá trị của đồng tiền.
Trong thời gian đầu, các tàu con thoi thường xuyên được gửi lên không gian để cung cấp hàng hóa thiết yếu cho ISS với chi phí của chương trình (tàu con thoi) lên tới 500 triệu USD.
Tuy nhiên, hiện nay NASA đã không còn dùng tàu con thoi để gửi hàng hóa lên ISS nữa.
Ban đầu, người ta sử dùng tàu con thoi để cung cấp nước cho ISS 2-3 tháng một lần, mỗi lần sẽ vận chuyển một loạt túi đựng nước với khối lượng khoảng 40 kg.
Thế nhưng khi hệ thống dần trở nên hiệu quả hơn, cơ quan này giờ chỉ cần phải phóng một tên lửa lên quỹ đạo từ 3-6 tháng một lần. Mỗi chuyến vận chuyển sẽ mang lên ISS khoảng hơn 1.500 lit nước.
Nhưng lượng nước này cũng không được sử dụng hoàn toàn cho các phi hành gia, mà một phần được đưa vào dự trữ, đề phòng những trường hợp bất trắc.
Không có bất kỳ nguồn nước nào bị lãng phí trên ISS, kể cả… nước tiểu.
Thay vì chỉ dựa vào nguồn nước được cung cấp bởi NASA và Roscosmos (Cơ quan Vũ trụ Liên bang Nga), ISS đã cho sử dụng một loạt hệ thống thu và tái chế nước để cung cấp cho các phi hành gia của mình.
Bởi nước là nguồn tài nguyên quý giá trong không gian, cho nên hệ thống thu hồi nước của ISS đã thu hồi hơi ẩm từ mọi nguồn có thể ở trên tàu.
Các nguồn đó có thể là hơi ẩm ngưng tụ, nước từ vòi sen, nước vệ sinh răng miệng và thâm chí là từ mồ hôi và nước tiểu của phi hành đoàn.
Ngay cả những con chuột trong phòng thí nghiệm cũng “góp” nước tiểu của mình cho việc tái chế nước phục vụ sinh hoạt.
Tại thời điểm này, hệ thống thu hồi nước đã có thể thu được 93% lượng nước thải trên tàu, trong khi 7% còn lại đã bị thất thoát qua nút không khí và bụi bẩn.
Từ lượng nước thu được, ISS đã có thể tái chế khoảng hơn 13,6 lít nước mỗi ngày.
Mặc dù nguồn gốc của nước tái chế trên ISS sẽ khiến người ta ngần ngại khi sử dụng, thế nhưng thực tế cho thấy lượng nước này thậm chí còn tinh khiết hơn cả nước được lấy từ Trái Đất.
Sở dĩ xuất hiện điều lạ lùng này là do cơ chế của quá trình tái chế nước trên tàu được mô phòng hoàn toàn theo vòng tuần hoàn của nước trên Trái đất (bốc hơi và trở thành mưa).
Thay vì chỉ lọc nước đơn thuần, nước thải được thu gom lại và loại bỏ các nguyên tử thành phần, ngoại trừ O (ô-xy) và H (Hydro).
Hai nguyên tử này sau đó sẽ được kết hợp lại với nhau để tạo ra nước. Vì vậy mà các phi hành gia sẽ không gặp phải bất kỳ vấn đề gì khi uống loại nước này, mặc dù nguồn gốc của nó là từ mồ hôi và nước tiểu.
Công nghệ tiến tới chinh phục sao Hỏa!
Cùng với hệ thống cải tạo và tái chế nước trên ISS, NASA cũng đang sử dụng một phương pháp với tên gọi Phản ứng Sabatier để tạo ra nước từ H và khí thải CO2.
Khí H trong phản ứng này là một sản phẩm phụ của một hệ thống tách lọc O từ nước. Trước kia, lượng H sinh ra sau quá trình này sẽ được thải vào không gian do tính nguy hiểm của nó khi được dự trữ với số lượng lớn.
Tuy nhiên hiện nay lượng khí này đã được tận dụng triệt để trong các lò phản ứng Sebatier.
Trong tương lai sắp tới, các hệ thống Sabatier sẽ đóng một vai trò vô cùng quan trọng đối với kế hoạch chinh phục sao Hỏa của con người.
Bởi sao Hỏa cách Trái Đất khoảng 225 triệu km, nên các phi hành gia có thể phải mất từ 6 – 9 tháng để có thể tới được hành tinh này. Điều này đồng nghĩa với việc họ sẽ mất tới 18 tháng cho tới khi đặt chân trở lại Trái Đất.
Chính bởi lý do này mà NASA không chỉ chú trọng vào việc nâng cao chất lượng của hệ thống cải tạo và tái chế nước mà còn tập trung nghiên cứu vào lĩnh vực tạo ra nước.
Theo Margasahayam, NASA cũng có thể tạo ra khí mê-tan từ phản ứng Sabatier, sau đó kết hợp khí này với CO2 trên sao Hỏa để tạo ra nước trên hành tinh này.