NASA:s senaste teknikdemonstration, som lanserades på Northrop Grummans 15:e uppdrag för kommersiella återförsörjningstjänster, är utformad för att förbättra vattenåtervinningen på den internationella rymdstationen och öka effektiviteten i vattenåtervinningen för Artemis-generationen.

Rymdstationens regenerativa livsuppehållande hårdvara, kallat Environmental Control and Life Support System, ger ren luft och vatten till stationsbesättningar. En ny Brine Processor Assembly (BPA) kommer att knytas in i systemet och gör att mer vatten kan återvinnas från besättningens urin. Den här nya tekniken kommer i slutändan att hjälpa forskare att bygga bättre system som kan användas på framtida Moon- och Mars-uppdrag och livsmiljöer.

ECLSS har gjort det möjligt för fler besättningsmedlemmar att bo ombord på stationen för längre expeditioner med färre resursförsändelser. Nyckelkomponenterna i den regenerativa ECLSS är vattenåtervinningssystemet och luftrevitaliseringssystemet.

Air Revitalization System renar den cirkulerande kabinluften genom att ta bort eventuella föroreningar, inklusive koldioxid, och producerar syre och ersätter allt syre som går förlorat vid tryckavlastning av luftslussen och experimentell användning.

Vattenåtervinningssystemet ger rent vatten för astronautanvändning genom att återvinna urin, kabinens fuktkondensat från besättningens svett, andning, och hygien, och vatten som återvinns från Air Revitalization System. Urinprocessorenheten, en del av vattenåtervinningssystemet, designades för 85 % vattenåtervinning från besättningens urin och har förbättrats under det senaste året för att nu återvinna 87 % på grund av analys som visade att det fortfarande fanns en marginal mot kalciumsulfatutfällning. "Det destillatet kombineras med kondensatet och bearbetas genom Water Processing Assembly (WPA), som återvinner 100 % av vattnet den bearbetar, " säger Layne Carter, International Space Station Water Subsystem Manager på Marshall. "Som ett resultat, vår totala vattenåtervinning är cirka 93,5 %."

Astronautbesättningar på långvariga prospekteringsuppdrag kommer att behöva ECLSS-system för att återvinna närmare 98 % av vattnet de tar med sig i början av sina resor.

"Att lämna en låg omloppsbana om jorden och möjliggöra långvarig utforskning långt från jorden, vi måste stänga vattenslingan, " säger Caitlin Meyer, biträdande projektledare för Advanced Exploration Systems Life Support Systems vid NASA:s Johnson Space Center i Houston. "Nuvarande system för återvinning av urinvatten använder destillation, som ger en saltlake. Saltlösningsprocessorn kommer att acceptera det vattenhaltiga avloppet och extrahera det återstående vattnet."

När den väl har installerats i stationens Tranquillity-modul, BPA kommer att pumpa saltlösning från UPA:s Advanced Recycle Filter Tank Assembly in i en dubbelmembranblåsa. Denna blåsa kommer att passera vattenånga selektivt in i kabinatmosfären. Väl i atmosfären, vattnet kommer att dras från luften med en annan del av vattenåtervinningssystemet, den kondenserande värmeväxlaren. Värmeväxlaren skickar den fukten tillbaka till vattenbearbetningsenheten, där det kommer att omvandlas tillbaka till dricksvatten. BPA:s använda blåsor som innehåller den resulterande torkade saltlösningen kommer att tas bort och lagras, och så småningom kastades eller återvände till jorden för studier.

"Med den här nya brineprocessorenheten, vi återvinner ytterligare vatten från urinsaltlösningen som produceras av urinprocessorn, så att den totala vattenåtervinningen är närmare 98 %", säger Carter.

"Med den nya BPA och det universella avfallshanteringssystemet som lanserades på den tidigare återförsörjningsflygningen med Northrop Grumman, utvecklingen av ISS Water Recovery System till Exploration Water Recovery System är nästan klar, sa Laura Shaw, Manager för International Space Station Exploration ECLSS. "Vi kommer att ha några ytterligare komponentuppgraderingar för att förbättra tillförlitligheten, men har nu alla församlingar på plats. Detta är en stor milstolpe för Exploration ECLSS."

Brine-processorn kommer i slutändan att hjälpa till att möjliggöra långvariga besättningsuppdrag och minska behovet av vattentillförsel från jorden. Teknikdemonstrationens förmåga att förbättra återvinningen av vatten från urinsaltlösning har också potentiell användning på jorden i hårda och avlägsna miljöer med begränsad tillgång till vatten.