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우주비행사의 소변과 땀을 식수로 가공

08.07.2023

우주비행사의 소변과 땀 노폐물을 식수로 전환하는 과정은 우주에서 생명 유지 시스템을 개발하는 데 있어 중요한 단계입니다. NASA는 달과 화성 여행을 포함하여 더 긴 우주 임무에 인간을 보낼 계획입니다. 이러한 임무를 수행하는 동안 우주 비행사에게 기본 생명 유지 장치를 제공하려면 강력한 우주 정거장 환경 제어 및 생명 유지 시스템(ECLSS)이 필수적입니다.

ECLSS에는 폐수를 모아서 재활용하여 음용수로 바꾸는 물 회수 시스템을 포함한 완전한 장비가 포함되어 있습니다. 또한 승무원의 땀과 호흡에서 방출되는 기내 공기의 수분을 수집할 수 있는 특수 구성 요소를 사용합니다.

재활용 프로세스에서 중요한 역할을 하는 하위 시스템 중 하나는 진공 증류를 사용하여 우주 비행사의 소변에서 물을 추출하는 UPA(Urine Processor Assembly)입니다. UPA의 개선된 버전은 약간의 물이 포함된 소변 염수를 생성할 수도 있습니다. 폐수 잔류물을 제거하기 위해 소금물 처리 장치(BPA)가 개발되었습니다.

BPA는 UPA에서 생산된 소금물을 사용하고 특수 멤브레인 기술을 통해 물을 증발시켜 따뜻하고 건조한 공기로 소금물을 "팽창"시킵니다. 그 결과 우주 정거장의 물 수집 시스템에 의해 수집되는 습한 공기가 승무원의 호흡과 땀에서 수집되는 것과 유사합니다.

전체 시스템에는 수질을 모니터링하는 센서와 같은 안전 조치가 포함됩니다. 수질이 기준에 맞지 않으면 재처리가 이루어집니다. 미생물의 번식을 방지하기 위해 식수에 요오드를 첨가한 다음 이 물을 저장합니다. 이러한 과정은 각 우주 비행사에게 소비, 요리 및 개인 위생을 위해 매일 필요한 물 섭취량을 제공합니다. 이것은 우주에서 생명 유지 시스템 개발의 중요한 진전입니다.

아르테미스 임무는 우주 여행의 새로운 시대를 열어 사람들에게 달과 화성을 탐험할 수 있는 기회를 제공합니다. 그러나 그렇게 길고 먼 여행을 하려면 우주비행사는 신뢰할 수 있는 생명 유지 시스템을 갖추어야 합니다. 소변과 땀을 식수로 전환하는 것은 이러한 시스템의 중요한 측면 중 하나입니다.

NASA 전문가들은 우주 정거장의 환경 제어 및 생명 유지 시스템이 상당한 성과를 거두었다고 강조합니다. 그것은 높은 수준의 물 회수를 제공하여 우주 비행사가 장기간 우주 임무 중에 효율적으로 사용할 수 있도록 합니다. 물 회수 시스템과 특수 구성 요소를 포함한 하드웨어의 조합은 다양한 출처에서 수분을 수집하고 재활용하며 양질의 식수를 제공합니다.

시스템의 중요한 측면은 우주비행사의 소변에서 물을 추출할 수 있는 UPA(Urine Processor Assembly)입니다. UPA는 진공 증류를 사용하여 소변에서 물을 효율적으로 회수합니다. 또한 염수 처리 장치(BPA)는 우주 정거장에서 폐수 잔류물을 처리하는 데 중요한 역할을 합니다.

ECLSS 시스템에는 물의 순도를 보장하기 위한 다양한 보안 조치가 있습니다. 수질이 요구 사항을 충족하지 않으면 재처리됩니다. 요오드는 미생물 성장을 방지하기 위해 음용수에 첨가되며 시스템이 높은 물 회수율을 유지할 수 있어 우주비행사가 우주 임무 중에 기본적으로 필요한 물을 충분히 확보할 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.

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따뜻한 맥주의 알코올 함량 07.05.2024

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습도 및 온도 센서 STMicroelectronics HTS221 07.03.2015

STMicroelectronics는 상대 습도 및 온도 HTS221 측정을 위한 초소형 MEMS 센서를 제공합니다.

센서는 감지 요소와 아날로그 신호를 처리하고 디지털 형태로 제공하는 디지털 ASIC으로 구성됩니다. 습도 센서의 민감한 요소는 평면 구조의 용량성 유전체인 폴리머로 구성됩니다. 이 구조는 STMicroelectronics의 특허 기술에 의해 생성됩니다.

이 센서를 연구하기 위해 두 개의 개발 보드 NUCLEO-F401RE를 메인 보드로, X-NUCLEO-IKS01A1을 도터 보드로 권장합니다.

HTS221의 주요 매개변수:

습도 측정 범위 0...100%;
ADC의 16비트 데이터
SPI 및 I2C 인터페이스;
공장 교정;
공급 전압 1,7...3,6V;
판독 주파수(ODR) 1...12,5Hz;
낮은 소비: 2Hz ODR에서 1µA;
습도 측정 정확도: +-4,5% rH;
온도 측정 정확도: +-0,5°C;
하우징 HLGA-6L(2x2x0,9mm).

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