Bộ đồ phi hành gia lọc nước tiểu thành nước uống

Trong sách gốc, Frank Herbert mô tả stillsuit là bộ quần áo liền thân bó sát cơ thể, có thể lọc mồ hôi và nước tiểu thành nước sạch. Ảnh: Warner Bros.

Phi hành gia nghe có vẻ như một nghề nghiệp thú vị, nhưng cũng đòi hỏi tài năng, chuyên môn, đam mê và sức mạnh thể lực rất cao. Họ phải dành hàng tuần, thậm chí hàng tháng ở bên ngoài Trái Đất và môi trường không trọng lực, hay đôi khi còn phải uống nước thải tái chế.

Tuy nhiên, không phải tất cả nước tiểu của phi hành gia đều có thể được tái chế thành nước uống. Nước tiểu họ thải trong bộ đồ vũ trụ thường sẽ được xả ra ngoài hoặc thải khi họ quay trở lại tàu vũ trụ.

"Tã" mới cho phi hành gia

Nhưng mới đây, một bộ đồ bảo hộ mới do các nhà khoa học tại Weill Cornell Medicine và Đại học Cornell thiết kế đã lấy cảm hứng từ tiểu thuyết Dune của tác giả Frank Herbert. Bộ đồ này giúp các phi hành gia đi bộ ngoài không gian lâu hơn bằng cách tái chế nước tiểu trong một chiếc túi lọc đặc biệt.

Những bộ đồ này được gọi là “sa phục” (stillsuit) - trang phục chuyên dụng trên sa mạc Arrakis trong vũ trụ Dune. Trong sách gốc, Frank Herbert mô tả stillsuit là bộ quần áo liền thân bó sát cơ thể, có thể lọc mồ hôi và nước tiểu thành nước sạch, phục vụ việc đi đường dài giữa sa mạc cằn cỗi. Lấy cảm hứng từ ý tưởng này, bộ sa phục ngoài đời thực cũng làm được điều tương tự.

Sa phục trpng Dune: Part Two của đạo diễn Denis Villeneuve. Ảnh: Warner Bros.

Sofia Etlin, nhà nghiên cứu tại Đại học Y khoa Weill Cornell và Đại học Cornell, cho biết: “Thay vì các phi hành gia phải mặc tã, hệ thống sẽ thu thập nước tiểu, sau đó lọc và trả lại dưới dạng nước uống ngay trong bộ đồ”.

Bộ đồ du hành vũ trụ hiện tại của NASA sử dụng tã thấm nước MAG (Maximum Absorbency Garment) để thu thập nước tiểu và phân, đồng thời lấy nước uống nước từ hệ thống IDB (In-Suit Drink Bag) trữ nước sạch.

Tuy nhiên, nhiều phi hành gia đã phàn nàn về loại tã lót dành cho người lớn MAG này. Bộ đồ rất dễ bị rò rỉ chất thải, khiến họ không thoải mái và mất vệ sinh. Điều này còn buộc một số phi hành gia phải hạn chế ăn uống trước khi đi bộ ngoài không gian, thậm chí là mắc bệnh nhiễm trùng đường tiết niệu.

“Việc MAG bị rò rỉ là chuyện bình thường. Các phi hành gia đôi khi còn không thể phân biệt được đó là nước tiểu hay mồ hôi. Họ nghĩ rằng nếu là phi hành gia thì đây là gánh nặng họ phải chịu đựng”, nhóm nhà khoa học cho biết.

Hệ thống tái chế nước tiểu, mồ hôi ngay trên không gian

Trong nghiên cứu mới nhất, bộ sa phục ngoài đời thực là một loại đồ lót được làm từ nhiều lớp vải, nối với một hộp thu chất thải, có nhiều hình dạng khác nhau dành cho nam và nữ.

Khi nước tiểu thải ra, một máy bơm chân không sẽ hút nước tiểu vào hệ thống lọc, thẩm thấu, lọc nước, trộn nước sạch với dung dịch điện giải và bơm trở lại bộ đồ để phi hành gia uống.

Hiệu suất tái chế thành nước là 87%, nhờ hệ thống thẩm thấu để loại bỏ nước khỏi nước tiểu và một máy bơm để tách nước khỏi muối.

“Bộ đồ này bao gồm một ống thông chân không, đưa chất thải đến bộ phận thẩm thấu, cung cấp nguồn nước uống liên tục với nhiều cơ chế an toàn để đảm bảo sức khỏe cho phi hành gia”, Sofia Etlin cho biết.

Mô hình hệ thống lọc nước tiểu trong đồ phi hành gia. Ảnh: Karen Morales.

Theo nhà khoa học, thông thường các phi hành gia sẽ được cung cấp gần 1 lít nước trên các chuyến đi bộ ngoài không gian. “Nhưng lượng nước này không đủ đối với các chuyến đi bộ ngoài không gian dài ngày trên Mặt trăng, có thể kéo dài 10 giờ và thậm chí lên đến 24 giờ trong trường hợp khẩn cấp”, Etlin nói.

Khi đó, nước tiểu tái chế sẽ bổ sung nguồn nước cho phi hành gia. Quá trình lọc mất khoảng 5 phút để xử lý 500 ml nước tiểu. Hệ thống này hiện chưa tái chế được phân. Dựa trên bản thiết kế, hệ thống này có kích thước 38 cm x 23 cm x 23 cm, nặng khoảng 8kg, được đánh giá là đủ nhỏ gọn và nhẹ để có thể mang trên lưng bộ đồ du hành vũ trụ.

Các nhà khoa học hy vọng sẽ phát triển thành công bộ đồ này để áp ứng số lượng phi hành gia ngày càng tăng trong không gian. “Ngay cả khi chúng ta không có một hành tinh sa mạc lớn như Dune, bộ sa phục này vẫn là một thay đổi tích cực dành các phi hành gia”, Giáo sư Christopher Mason, tại Weill Cornell Medicine, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.