Una meraviglia del franchise di fantascienza “Dune” è l’equipaggiamento di sopravvivenza indossato dai Fremen che vivono nel deserto: “tute distillanti” che riciclano tutti i fluidi corporei in acqua potabile. Ora, questa tecnologia sembra essere all’orizzonte, con gli scienziati che hanno svelato un prototipo di sistema di tuta spaziale che trasforma l’urina in acqua potabile.
Gli astronauti possono trascorrere una notevole quantità di tempo fuori dal loro habitat spaziale svolgendo attività extraveicolari, o EVA. Sono state condotte 37 passeggiate spaziali tra il 2021 e il 2023 per esperimenti scientifici o per effettuare riparazioni sulla Stazione Spaziale Internazionale, e sono durate in media 6 ore e 26 minuti, secondo uno studio condotto da scienziati della Cornell University pubblicato venerdì sulla rivista Frontiers in Space Technology . Le passeggiate spaziali possono durare fino a più di 8 ore. Quando trascorrono questi lunghi periodi di passeggiate spaziali, gli astronauti indossano attualmente le familiari tute bianche gonfie EVA, che contengono un indumento ad assorbenza massima. Questi indumenti monouso sono essenzialmente pannolini che raccolgono e contengono urina e feci. Devono essere in grado di contenere fino a un litro (1,8 pinte) di urina e 75 grammi (2,6 once) di materia fecale al giorno per ogni membro dell’equipaggio. Tuttavia, queste tute EVA sono state progettate più di 40 anni fa e la NASA al momento non ha piani concreti per rinnovarle o sostituirle. L’agenzia spaziale ha annunciato a giugno che avrebbe annullato contratti per un valore di oltre 100 miliardi di dollari con Collins Aerospace per creare tute spaziali di nuova generazione, sebbene almeno altre due aziende statunitensi stiano attualmente lavorando a tute per passeggiate spaziali e la NASA possa sollecitare altri appaltatori, ha confermato l’agenzia spaziale. “Si potrebbe pensare che nel 21° secolo gli astronauti non userebbero i pannolini”, ha detto venerdì Sofia Etlin, astrobiologa e membro dello staff di ricerca presso il Mason Lab del Weill Cornell Medical College di New York, autrice principale dello studio. Sebbene i pannolini possano assorbire efficacemente i rifiuti, si è scoperto che danneggiano la salute degli astronauti e causano disagio. Gli astronauti hanno segnalato perdite dai pannolini, rendendoli incapaci di distinguere tra urina e sudore, e hanno lamentato eruzioni cutanee e problemi di odore. I membri dell’equipaggio affrontano rischi medici come contaminazione incrociata con materia fecale, infezioni del tratto urinario e disturbi gastrointestinali, che sono aggravati dal ridotto accesso degli astronauti alle cure mediche. Secondo i ricercatori, alcuni hanno addirittura ridotto i pasti diversi giorni prima di un’attività extraveicolare per evitare di doverne indossare uno, il che potrebbe influire sulle loro prestazioni durante le estenuanti passeggiate spaziali. Il semplice fatto di essere nello spazio provoca disidratazione, e le passeggiate spaziali fisicamente impegnative causano ulteriore disidratazione, che compromette le prestazioni degli astronauti.
Tuttavia, la sacca per le bevande nella tuta, che attualmente fornisce agli astronauti 32 once di acqua e una piccola dose di glucosio, ha anche “problemi significativi”, tra cui il fatto di richiedere molto tempo per la preparazione, contribuendo a ridurre l’efficienza del lavoro, secondo i ricercatori. Gli astronauti hanno affermato che l’attuale quantità di acqua che fornisce non è sufficiente. Per “promuovere il benessere degli astronauti”, i ricercatori hanno progettato un nuovo sistema di raccolta e filtraggio dell’urina all’interno della tuta, o sistema “Dune”, ha affermato Etlin. Il sistema riciclerebbe l’urina utilizzando l’osmosi diretta e inversa, un modello utilizzato dall’attuale sistema di trattamento delle acque reflue a bordo della stazione spaziale, per rimuovere i contaminanti dall’urina e filtrarla trasformandola in acqua potabile. Un aspetto del sistema è un dispositivo di raccolta dell’urina, che sarebbe dotato di una tazza di silicone, di forma diversa per uomini e donne. Il dispositivo avrebbe diversi strati di tessuto, tra cui un tessuto antimicrobico, per consentire all’urina di essere rapidamente allontanata dal corpo verso la superficie esterna della tazza, dove può essere pompata via, riducendo il rischio per la salute rappresentato dall’esposizione prolungata all’urina. Il liquido entrerebbe poi nel sistema di filtraggio, un apparato in due fasi che rimuove l’acqua dall’urina trasformandola in una soluzione salina, con una pompa che separa poi l’acqua pura dal sale. Gli autori dello studio hanno ipotizzato che un volume di 500 millilitri di urina potrebbe essere elaborato in meno di cinque minuti, con un effettivo riciclaggio di oltre l’86,8% di essa in acqua potabile. L’acqua verrebbe poi pompata nella sacca d’acqua presente nella tuta, dove verrebbe rifornita di elettroliti e potenzialmente carboidrati, per soddisfare le esigenze nutrizionali ed energetiche. L’intero apparato sarebbe alloggiato in una tasca che potrebbe essere montata sul retro di una tuta spaziale, aggiungendo 8 chilogrammi al suo peso complessivo. Sebbene il “peso della tuta sia certamente un problema per le prossime missioni lunari, crediamo che il maggiore comfort e l’efficienza delle risorse forniti dal sistema compenseranno ampiamente il leggero aumento di volume”, hanno affermato gli autori dello studio. Sebbene la NASA abbia annullato il contratto con la Collins Aerospace per le tute spaziali da indossare sulla ISS, ha ancora un contratto del valore di quasi 230 milioni di dollari per sviluppare tute spaziali lunari con la società Axiom Space con sede a Houston. Progettate per offrire maggiore flessibilità e movimento, maggiore visibilità e isolamento e dotate di un sistema di supporto vitale portatile, le tute potrebbero svolgere un ruolo cruciale nella missione Artemis III della NASA , che mira a riportare gli astronauti sulla Luna entro la fine del decennio, per avventurarsi più lontano che mai. Tuttavia, secondo Etlin, anche questi nuovi modelli di tute presentano ancora il vecchio pannolino. (Axiom non ha risposto immediatamente alla richiesta di commenti sul design della sua tuta spaziale.) “Nelle missioni Artemis, gli astronauti potrebbero essere là fuori per ore e ore, oppure potrebbero esserci situazioni di emergenza in cui devono tornare alla base, ma il loro rover si è rotto. Ci sono tutti i tipi di scenari di emergenza in cui hai bisogno di acqua e di un sistema di scarico che non si limiti a ciò che può contenere un pannolino”, ha detto. Oltre al programma Artemis, che punta a far atterrare per la prima volta una donna e una persona di colore sulla Luna , è in corso la corsa per Marte, dove l’acqua potabile sarebbe un lusso.
