يذكرنا يوم المياه العالمي بألا نأخذ الأمور على محمل الجد مياه نظيفة نحن نعتمد على. وفي الفضاء، نتعامل مع كل قطرة باعتبارها موردًا ثمينًا، مما يدفعنا إلى الاستثمار في تقنيات الحفاظ عليها وإعادة استخدامها. والآن، يتم العمل بجد على هذه الابتكارات هنا على الأرض!
بدءًا من اكتشاف مصادر المياه المخفية وحتى تطوير تقنيات التنقية، اطلع على الطرق المختلفة التي تغير بها ناسا كيفية استخدامنا للمياه وإدارتها في حياتنا.
صمام الاختيار الميكروبي
تم اختراع وحدة تعقيم المياه المعروفة باسم صمام الفحص الميكروبي، والتي تمرر الماء من خلال طبقة من الراتنج المعالج باليود، في السبعينيات لمياه الشرب على متن المكوك الفضائي، وتم تحديثها لتكون متجددة ذاتيًا في التسعينيات لاستخدامها في رحلات الفضاء. محطة الفضاء الدولية.
• صمام الاختيار الميكروبي أصبح الآن مركزيًا لـ وحدات تنقية المياه والتي تم نشرها في جميع أنحاء الهند والمكسيك وباكستان ودول أخرى، بما في ذلك مئات المواقع القروية النائية. كما أدى إلى شعبية دينتا بيور الخرطوشة التي تم تنقية خطوط المياه فيها أدوات طب الأسنان في جميع أنحاء العالم منذ ما يقرب من 30 عاما.
التصوير الراداري لتحديد مصادر الآبار
في عام 2002، أدرك جيولوجي استكشافي كان يستخدم صور الأرض من رادار التصوير الفضائي التابع لناسا لتحديد موقع الموارد الجوفية، أن الصور يمكن أن تقوده أيضًا إلى الرطوبة الجوفية.
شرع في تطوير نظام WATEX في شركته Radar Technologies International، وفي عام 2013 تم الكشف عن النظام طبقة مياه جوفية واسعة مع عشرات التريليونات من الجالونات من الماء تحت زاوية جافة في شمال غرب كينيا. ال التكنلوجيا وقد ساعدت الآن في حفر 2,500 بئر، العديد منها في مناطق منكوبة بالجفاف، وحققت معدل نجاح يصل إلى 98% في العثور على المياه.
تطبيق اختبار المياه
بعد أن طورت وكالة ناسا اختبارًا بسيطًا للبكتيريا القولونية لرواد الفضاء لاختبار المياه في محطة الفضاء الدولية، عمل مهندس بيئي في الوكالة مع زوجته ومهندس برمجيات لتطوير الاختبار. تطبيق الهاتف الذكي mWater والتي تتيح للمستخدمين إجراء اختبار البكتيريا القولونية بناءً على الاختبار الذي أنشأته وكالة ناسا، بالإضافة إلى اختبارات المياه البسيطة الأخرى.
ويمكن للتطبيق بعد ذلك مشاركة النتائج من خلال برنامج رسم الخرائط. وتستخدم الحكومات والمنظمات غير الربحية ومقدمو خدمات المياه في 180 دولة الآن مجموعات وتطبيقات اختبار mWater لاختبار مياه الشرب وتسجيل بيانات المياه ومشاركتها وتتبعها.
فلتر ولد من معايير مياه الشرب لرواد الفضاء
منذ أيامها الأولى، استكشفت وكالة ناسا تقنيات مختلفة لتنقية المياه لتوفير مياه الشرب لرواد الفضاء. في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، وبتمويل من SBIR من الوكالة، قامت شركة Argonide Corporation بتحسين تقنية ترشيح تسمى نانو سيرام، والذي يستخدم مزيجًا من ألياف الألومينا المجهرية المشحونة بشكل إيجابي والكربون المنشط لاحتجاز الكائنات الحية الدقيقة والملوثات الأخرى.
ومنذ ذلك الحين تم دمج NanoCeram في مرشحات ذات جودة معملية، ماء زجاجات, الوحدات الإنسانية المحمولة, تنقية المياه الصناعية، وحتى دش لإعادة تدوير المياه.
معقم الملوثات الميكروبية
كانت إحدى تقنيات تنقية المياه المبكرة التي استكشفتها وكالة ناسا هي استخدام أيونات الفضة لتحييد الملوثات الميكروبية. في الفترة التي سبقت بعثات أبولو ثم مكوك الفضاء، كلفت وكالة الفضاء بتصميم وبناء مولدات أيونات الفضة لتعقيم المياه التي كانت منتجًا ثانويًا لخلايا وقود المركبات الفضائية، مما يضمن أنها ستكون آمنة للاستخدام. يشرب.
لم تطلق ناسا هذه التكنولوجيا مطلقًا، لكن الوكالة نشرت تفاصيل حول الاختراعات، والتي وفرت أساسًا لخطوط الإنتاج التجارية بما في ذلك في المنزل ماء مرشحات و ماء الرقائق، طالما نظم For حماماتمنتجعات صحية, أبراج التبريد, البرك, المراجل، والمستشفيات.
معالجة المياه الجوفية
بعد أن اكتشفت وكالة ناسا كميات كبيرة من المذيبات المكلورة في المياه الجوفية حول مجمع الإطلاق التاريخي في مركز كينيدي للفضاء، توصل العلماء في المركز إلى طريقة فريدة لإزالة هذه الملوثات - والتي أصبحت محظورة الآن ولكنها كانت تستخدم أيضًا من قبل مجموعة متنوعة من الصناعات. .
وفي السنوات العشرين التي تلت تسجيل براءة الاختراع، قامت وكالة ناسا بترخيص هذه الصيغة، المعروفة باسم الحديد المستحلب صفر التكافؤ، أو EZVI، ل العديد من الشركات التي استخدمتها في عمليات التنظيف البيئية في جميع أنحاء البلد. اخترع أحد مهندسي كينيدي لاحقًا تقنية مماثلة لإزالة ثنائي الفينيل متعدد الكلور، أو PCBs، وهو ملوث شائع آخر، من المياه الجوفية.
A الشركة التي شكلت لترخيص هذه التكنولوجيا في عام 2017، يتم بالفعل تنفيذ عمليات التنظيف في جميع أنحاء العالم.
الترشيح بالتناضح
في عام 2007، علمت وكالة ناسا بوجود شركة دنماركية تعمل على تنقية المياه اعتماداً على أغشية مملوءة بالأكوابورينات - البروتينات التي تسمح للماء بالمرور عبر أغشية الخلايا جزيءاً تلو الآخر.
نظرًا لاهتمامها الدائم بتكنولوجيا أفضل لتنقية المياه، أصبحت وكالة ناسا أول عميل يدفع للشركة، حيث مولت تطوير النماذج الأولية ثم عملت مع وكالة الفضاء الأوروبية لاختبار الأغشية في محطة الفضاء الدولية.
وتقوم الآن شركة Aquaporin A/S بالبيع أجهزة تنقية المياه تحت المغسلة في أوروبا والهند، و وحدات التناضح الأمامي يتم تنظيف مياه الصرف الصحي الصناعية والبلدية.
أدوات لمراقبة استخدام مياه المزرعة
إن أفضل طريقة لحساب استخدام المياه الزراعية ليست قياس كمية المياه التي يتم تحويلها إلى الأراضي الزراعية، ولكن قياس التبخر من النباتات والتربة.
A أداة تسمى EEFlux، الذي أنشأه الباحثون في عام 2010، كان من بين أول من استخدم بيانات تصوير الأرض من الأقمار الصناعية التي بنتها وكالة ناسا لحساب التبخر. فهو يساعد على إدارة موارد المياه في المناطق الجافة مثل كاليفورنيا.
طريقة تجارية مماثلة من تول تكنولوجيز وقد ساعد بعض المزارعين في كاليفورنيا على خفض استخدامهم للمياه بنسبة تصل إلى النصف. في عام 2021، أطلقت ناسا وشركاؤها لأول مرة منصة OpenET على الإنترنت يتيح للمستخدمين حساب التبخر في أي مكان في 17 ولاية غربية. وتساعد هذه الأداة المزارعين والحكومات المحلية على العمل معًا للحفاظ على موارد المياه الشحيحة.
أجهزة الدفع التي تعمل بالماء المُحلل كهربائيًا
على الرغم من كل الطرق التي تساعد بها ناسا في تنقية المياه على الأرض والحفاظ عليها، إلا أنها لا تزال، أولاً وقبل كل شيء، وكالة الفضاء الأولى في العالم. وعلى هذا النحو، عملت أيضًا على استخدام الماء كوقود للصواريخ - وهو الوقود الذي يمكن الحصول عليه من كواكب وأقمار وكويكبات أخرى للسفر إلى الفضاء السحيق.
يمكن للتيار الكهربائي أن يفصل الماء إلى هيدروجين – الوقود الصاروخي المفضل لناسا – والأكسجين، مما يساعد على احتراقه. في عام 2019، كشفت شركة Tethers Unlimited عن أول إعلان تجاري لها الدافعات مدعومة بالماء المحلل كهربائيا، والتي طورتها بسنوات من التمويل من وكالة الفضاء.
ستستخدم هذه التكنولوجيا أولاً في الأقمار الصناعية التجارية، والتي ستستخدمها للحفاظ على مداراتها أو تغييرها.
