Kế hoạch chinh phục vũ trụ bao la như đưa con người lên Mặt trăng hoặc sao Hỏa sẽ không còn xa xôi nữa nếu như việc phát triển thành công hệ thống biến hơi thở thành nước uống của các nhà khoa học Nga được đưa vào thực tế.

Hệ thống tái tạo nước từ hơi thở

Các nhà khoa học thuộc Viện Nghiên cứu và Thiết kế công nghệ hóa học (NIIKhimMash) - một đơn vị nghiên cứu hàng đầu của Liên bang Nga về thiết bị hỗ trợ cuộc sống trong không gian, đã xác nhận kế hoạch phát triển một hệ thống biến đổi khí CO2 thành nước và khí metan.

Theo đó, hệ thống tái tạo nước được các nhà khoa học phát triển đồng loạt với nhà tắm, vòi sen, nhà xông hơi, bồn rửa, máy giặt, hệ thống nước sinh hoạt và nước uống, để phục vụ cuộc sống của các nhà khoa học trên các trạm vũ trụ, tàu vũ trụ, hay có thể bất kỳ một không gian làm việc, sinh hoạt kín, hiếm khí ô xy nào khác trên Trái đất.

Theo các nhà khoa học, trong không gian kín, lượng CO2 từ hơi thở của các nhà phi hành gia không nên vượt quá 0,5% thể tích không khí (trên mặt đất con số này là 0,03 %). Và nếu có quá nhiều khí CO2 sẽ khiến cho con người nhẹ nhất là cảm giác khó chịu, suy giảm thể lực, đau đầu và mất khả năng tập trung, còn nếu sâu hơn khi vượt mức nồng độ CO2 là 13% thể tích không khí sẽ gây tử vong cho con người.

Các nhà khoa học Nga lấy ví dụ cụ thể, hiện nay hệ thống loại bỏ CO2 trên Trạm Vũ trụ quốc tế (ISS) là Vozdukh, một thiết kế của NIIKhimMash sử dụng chất zeolit đặc biệt để hấp thụ, loại bỏ CO2. Hệ thống này cho phép thu thập khí carbon dioxide từ môi trường khí của đối tượng và xử lý chất này bằng phản ứng hydro hóa, cho ra sản phẩm cuối cùng là nước và methan, nhằm hoàn thiện chu trình khép kín của các hệ thống cung cấp ô xy trên tàu vũ trụ.

Ông Alexander Suvorov, Viện trưởng Viện Khoa học các vấn đề y sinh (Nga) cho biết rất tin tưởng hệ thống mới này được xây dựng dựa trên những tiêu chuẩn khắt khe hơn về lượng CO2 cho phép. Và ông Alexander Suvorov cũng chỉ ra rằng, các phi hành gia Mỹ nhận thấy họ bị suy giảm thị lực trong điều kiện hiện nay. “Nguyên nhân có thể do nồng độ CO2 cao, ảnh hưởng đến các mạch máu làm chậm tuần hoàn não khiến thị lực bị sụt giảm. Còn trong khoang của các nhà khoa học Nga trên Trạm ISS, các tiêu chuẩn về nồng độ CO2 đã được cải thiện. Nhưng những tiêu chuẩn này nhiều khả năng sẽ được xem xét lại. Nồng độ giới hạn CO2 mong muốn là 0,3% hoặc ít hơn”.

Mỹ chưng cất nước tiểu của các phi hành gia biến thành nước uống

Không phải chuyện ví von cho vui, trên thực tế, theo tính toán của các nhà khoa học Mỹ, chi phí vận chuyển nước từ Trái đất lên Trạm ISS rất tốn kém, khoảng 48.000 USD/lít - tương đương khoảng 1 tỷ đồng. Do đó, các kỹ sư của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) đã có lời giải cho bài toán vô cùng khó khăn này khi tìm ra cách cho các nhà khoa học trên Trạm ISS uống chính nước tiểu của họ.

Nghe có vẻ không được sạch sẽ nhưng bằng việc phân tích các thành phần của nước tiểu, các nhà khoa học NASA đã tiến hành quy trình chưng cất nước tiểu, đồng thời tạo ra một chiếc máy chưng cất nước tiểu để biến thứ nước này thành nước uống cho các phi hành gia.

“Chiếc máy này chính là một chiếc máy ly tâm. Khi nó quay, nước tiểu sẽ được phun dọc theo thành máy. Những chất bẩn đặc và nặng sẽ bám vào thành máy, đồng thời hơi nước nhẹ hơn sẽ bay ra ngoài và được hút qua trung tâm thông qua hệ thống màng lưới chuyển sang phần tiếp theo để xử lý thành nước uống”, Jennifer Pruett, nữ kỹ sư của NASA cho biết.

“Chúng ta có thể làm việc trong môi trường có nồng độ CO2 ở dưới mức quy định cho phép. Nếu quá ngưỡng đó, cơ thể sẽ trữ lượng nhiều khí CO2 hơn và làm chúng ta mất khả năng tập trung, mất cảm giác và không thể làm việc được do chứng tăng anhidrit cacbonic huyết xảy ra. Khả năng hít thở, tuần hoàn và hoạt động của não sẽ bị ngưng trệ”.