Peshob, teri va nafasdagi bug‘: kosmonavtlar suvni qayerdan oladi?

Nega odamlar qayta ishlangan suvdan jirkanadi?

Kosmonavtlar ichadigan suvning bir qismi avval peshob bo‘lganini eshitgan odamlarning ko‘pchiligida birinchi reaksiya deyarli bir xil bo‘ladi:

— Qancha filtr qilinmasin, baribir peshob-ku.

Bu munosabat faqat ijtimoiy tarmoqlardagi izohlarga xos emas.Olimlar ham odamlarning qayta ishlangan suvga munosabatini o‘rgangan.

2015-yilda AQSHning bir nechta shaharlarida 2 mingdan ortiq kishi ishtirok etgan tadqiqotda qatnashchilarning 13 foizi qayta ishlangan suvni umuman ichmasligini bildirgan, yana 38 foizi esa ikkilangan. Tadqiqot mualliflariga ko‘ra, bunday munosabatning asosiy sababi suvning sifati emas, uning kelib chiqishi haqidagi tasavvur bo‘lgan. Oddiy qilib aytganda, odamlar suvning nimadan olingani haqida o‘ylagach uni ichgisi kelmay qolgan.

Biroq xalqaro kosmik stansiyada har safar yangi suv kutib o‘tirib bo‘lmaydi. Agar suv qayta ishlanmasa, uni Yerdan yetkazib berishga to‘g‘ri keladi. Ana shu nuqtadan boshlab masalaning psixologik jihatidan iqtisodiy tomoni ustun keladi.

Bir litr suvni kosmosga olib chiqish narxi qancha?

Kosmonavtlar nega peshob, ter va hatto nafasdan olingan suvni qayta ishlaydi? Bu savolga javob berish uchun avval boshqa savolga javob topish kerak:

Bir litr suvni kosmosga olib chiqish qancha turadi?

Suvning bir litri taxminan bir kilogrammga teng. Demak, uning kosmosdagi qiymatini tushunish uchun bir kilogramm yukni orbitaga olib chiqish narxiga qarash kerak.

Kosmik sanoat tahlillariga ko‘ra, NASA'ning Space Shuttle dasturi davrida bir kilogramm yukni past Yer orbitasiga olib chiqish qiymati taxminan 54,5 ming dollarni tashkil etgan. Bugun esa qayta foydalaniladigan Falcon 9 raketasida bu ko‘rsatkich 1,5 ming dollar atrofiga tushgan. Ya’ni so‘nggi qirq yil ichida orbitaga yuk chiqarish xarajati 97 foizdan ortiq arzonlashgan.

Bu kosmos iqtisodiyoti tarixidagi eng katta o‘zgarishlardan biri hisoblanadi. Biroq shunga qaramay, suv hali ham qimmat resurs bo‘lib qolmoqda.

Chunki hatto bugungi hisob-kitoblar bo‘yicha ham bir litr suvni orbitaga yetkazib berish shartli ravishda minglab dollarlik yukka teng. Orbital Intel hisob-kitoblariga ko‘ra, Falcon 9 raketasining qayta foydalaniladigan versiyasida bir kilogramm yukni past Yer orbitasiga olib chiqish qiymati taxminan 1,5 ming dollarni tashkil etadi. Raketa bunday konfiguratsiyada 15,6 tonnagacha yukni orbitaga yetkazishi mumkin.

Bu raqamning ahamiyatini yaxshiroq tushunish uchun Xalqaro kosmik stansiyani misol qilib olish mumkin. NASA ma’lumotlariga ko‘ra, bir kosmonavt kuniga taxminan 1 gallon (3,8 litr) suv iste’mol qiladi. Olti kishilik ekipaj uchun bu bir kunda qariyb 23 litr suv degani.

Nazariy hisob-kitoblarga ko‘ra, agar bu suvning barchasini Yerdan tashib chiqishga to‘g‘ri kelganda, Falcon 9 orqali orbitaga yuk chiqarish narxidan kelib chiqib, faqat bir kunlik ehtiyojning o‘zi shartli ravishda 34,2 ming dollarlik yukka teng kelardi. Bir yil davomida esa olti kishilik ekipaj 8,3 ming litrdan ortiq suv iste’mol qiladi.

Qizig‘i shundaki, SpaceX kelajakda Starship raketasi orqali bir kilogramm yukni orbitaga olib chiqish qiymatini 100–200 dollargacha tushirishni maqsad qilgan. Agar bu reja amalga oshsa, kosmos iqtisodiyoti yana bir bor tubdan o‘zgarishi mumkin.

Lekin hatto bunday sharoitda ham suvni qayta ishlash texnologiyalari ahamiyatini yo‘qotmaydi. Chunki Marsga yoki undan uzoqroq manzillarga parvoz qilishda har bir kilogramm yuk qo‘shimcha yoqilg‘i, qo‘shimcha joy va qo‘shimcha logistika demakdir. Shuning uchun NASA muhandislari uchun asosiy vazifa yangi suv topish emas, balki mavjud suvning har bir tomchisini saqlab qolishdir.

Peshob qanday qilib suvga aylantiriladi?

Ko‘pchilik kosmonavtlarning peshobi oddiy filtrdan o‘tkazilib, yana ichimlik suviga aylantiriladi deb o‘ylaydi. Aslida jarayon ancha murakkab.

Muammo shundaki, peshob tarkibida suvdan tashqari tuzlar, minerallar va boshqa chiqindilar ham bo‘ladi. Shuning uchun NASAning vazifasi peshobni tozalash emas, avvalo uning tarkibidagi suvni ajratib olish hisoblanadi.

Buning uchun Xalqaro kosmik stansiyada Urine Processor Assembly (UPA)  peshobdan suv ajratib oluvchi qurilma ishlatiladi. Космонавтларning peshobi avval maxsus baklarda yig‘iladi. Keyin u UPA qurilmasiga yuboriladi.

Urine Processor Assembly (UPA)  peshobdan suv ajratib oluvchi qurilma. Manba: NASA

Qurilma peshobni vakuum sharoitida aylantiradi. Buning sababi shundaki, bosim pasayganda suv pastroq haroratda ham bug‘lanadi. Natijada energiya tejaladi va tizim samaradorligi oshadi.

Shu tariqa peshob tarkibidagi suv bug‘lanadi, tuzlar va minerallar esa tizimda qoladi. Keyin bug‘ sovutilib, kondensatsiya orqali qaytadan suvga aylantiriladi.

Olingan suv keyin yana bir necha bosqichli kimyoviy va mikrobiologik tozalashdan o‘tadi. Shundan keyingina u ekipajning umumiy suv tizimiga qaytariladi.

NASA ma’lumotlariga ko‘ra, UPA peshob tarkibidagi suvning asosiy qismini ajratib oladi. Biroq ma’lum miqdordagi suv baribir quyuq tuzli qoldiq tarkibida qolib ketadi.

Yerda bunday chiqindi odatda kanalizatsiyaga yuboriladi. Kosmosda peshob, ter yoki nafasdan chiqqan namlik chiqindi emas. Ular qayta ishlanishi mumkin bo‘lgan resurs sifatida qaraladi. Bu yondashuv 2023-yilda yangi bosqichga chiqdi. NASA yangi Brine Processor Assembly (BPA) — peshob tarkibidagi quyuq tuzli qoldiqdan suv ajratib oluvchi qurilmaini ishga tushirdi.

Sho‘r suvni qayta ishlash moslamasining (BPA) parvozdan oldingi tasviri. Manba: NASA

Bu tizim avval chiqindi sifatida tashlab yuboriladigan quyuq qoldiqdan ham suv ajratib olish imkonini yaratdi. Aynan shu texnologiya keyinchalik Xalqaro kosmik stansiyada suvni qayta tiklash darajasini 98 foizgacha yetkazishga yordam berdi.

Ushbu diagrammada BPA suv tizimiga qanday mos kelishi ko‘rsatilgan. Manba: NASA

NASA muhandisi Kristofer Braun bu natijani shunday izohlagan:

«Agar stansiyada 100 funt suv yig‘ilsa, tizim undan atigi ikki funtini yo‘qotadi. Qolgan 98 foiz suv aylanishda davom etadi», — deydi NASA muhandisi Kristofer Braun.

Ilgari tizim suvning 93–94 foizini qayta tiklagan. Yangi qurilma ishga tushgach, bu ko‘rsatkich 98 foizga yetgan. Bu degani, har 100 litr suvning atigi 2 litri yo‘qoladi.

Bir qarashda bu katta farqdek ko‘rinmasligi mumkin. Ammo uzoq kosmik missiyalarda har bir litr suv yuk og‘irligi va qo‘shimcha xarajatni anglatadi.

Nafas va terdan suvni qanday yig‘ish mumkin?

Peshobni qayta ishlash uchun bir joyga to‘plashni tasavvur qilish nisbatan oson. Ammo kosmonavtning nafasi yoki teridan bug‘lanib ketgan namlik qanday yig‘iladi?

Aslida Xalqaro kosmik stansiyadagi muhandislarning eng qiziq vazifalaridan biri ham shu. AQSH Milliy fanlar akademiyasi ma’lumotlariga ko‘ra, inson organizmi nafas olish va teri orqali har kuni taxminan 1 litr atrofida suv yo‘qotadi.

Olti kishilik ekipaj uchun bu bir kunda bir necha litr suv degani. Agar bu namlik yig‘ib olinmasa, bir necha oylik missiya davomida yuzlab litr suv yo‘qotiladi.

Ammo bu suvni yig‘ish peshobni yig‘ishdan ancha murakkab. Chunki kosmosda havo Yerdagi kabi harakatlanmaydi. Yerda issiq havo tabiiy ravishda yuqoriga ko‘tariladi. Qaynayotgan choynakdan chiqqan bug‘ning yuqoriga chiqishini hamma ko‘rgan. Kosmosda esa bunday bo‘lmaydi.

Xalqaro kosmik stansiya doimiy ravishda Yer atrofida erkin tushish holatida harakatlanayotgani uchun u yerda mikrogravitatsiya muhiti hosil bo‘ladi. Shu sababli issiq havo ham, suv bug‘i ham Yerdagi kabi tabiiy ravishda yuqoriga ko‘tarilmaydi.

Agar havo harakatlantirilmasa, namlik stansiyaning turli nuqtalarida to‘planib qolishi va hatto uskunalarga zarar yetkazishi mumkin. Bu esa texnik nosozliklar, korroziya hamda zamburug‘ paydo bo‘lishi xavfini oshiradi.

Shuning uchun Xalqaro kosmik stansiya ichida havo ventilyatsiya tizimi yordamida doimiy aylantirib turiladi. Keyin bu havo maxsus sovutgich bloklaridan o‘tkaziladi.

Bu yerda konditsionerdagi kabi jarayon sodir bo‘ladi. Hech kim konditsioner ichiga suv quymaydi, ammo undan doim suv tomchilaydi. Chunki u havodagi namlikni sovutib, kondensatsiya orqali yana suyuq holatga aylantiradi.

Xalqaro kosmik stansiyada ham xuddi shu prinsip ishlaydi. Ventilyatorlar harakatlantirayotgan havo maxsus sovutish bloklaridan o‘tkaziladi. Harorat pasayishi natijasida havodagi suv bug‘i kondensatsiyalanib, suyuq suvga aylanadi va maxsus бакларга yig‘iladi. Keyin bu suv ham boshqa manbalardan olingan suv kabi tozalash tizimiga yuboriladi.

NASA ma’lumotlariga ko‘ra, bu tizim ekipaj nafasi va havodagi namlikdan ajratib olingan suvni ham umumiy suv aylanmasiga qaytarish imkonini beradi.

Boshqacha aytganda, kosmonavt bugun nafasi orqali havoga chiqargan suv molekulalarining bir qismi bir necha kundan keyin yana uning stakanida paydo bo‘lishi mumkin.

Bu tizim nafaqat suvni tejaydi. U ortiqcha namlik to‘planishining oldini olib, Xalqaro kosmik stansiyaning ichki muhiti va uskunalarini ham himoya qiladi.

Aslida Yerda ham xuddi shu suvni ichyapmiz

Kosmonavtlar haqidagi maqolalar ostida eng ko‘p uchraydigan izohlardan biri shunday:

«Men hech qachon peshobdan olingan suvni ichmasdim».

Bir qarashda bu fikr tushunarlidek bo‘lsa ham, bu yerda bir qiziq paradoks bor. Aslida insonlar buni har kuni qiladi. Faqat bu jarayon kosmik stansiyada emas, tabiatning o‘zida sodir bo‘ladi.

Xalqaro kosmik stansiyadagi suvni qayta tiklash tizimi ham aslida tabiatdagi suv aylanishining sun’iy va tezlashtirilgan ko‘rinishidir. Kosmosda maxsus uskunalar bu vazifani bir necha kun ichida bajaradi. Yerda esa suvning bug‘lanishdan qayta iste’molgacha bo‘lgan aylanish jarayoni haftalar, oylar va ayrim hollarda yillar talab qiladi. 

Insonlar va hayvonlar suv ichadi, keyin uning bir qismi peshob, ter va nafas orqali atrof-muhitga qaytariladi. Bu suvning bir qismi tuproqqa singadi, bir qismi esa oqova suv tizimlari orqali daryolar, ko‘llar va boshqa suv manbalariga qayta qo‘shiladi. Keyin bu suv bug‘lanib, bulutlarga aylanadi va yomg‘ir bo‘lib yana Yerga qaytadi. 

Shu sababli bugun biz ichayotgan qahva tarkibidagi suv molekulalarining ma’lum qismi ilgari boshqa odamlar, hayvonlar yoki o‘simliklar organizmida bo‘lgan bo‘lishi ehtimoldan xoli emas.

Kosmosdan O‘zbekistongacha: bu texnologiyalar biz uchun nimani anglatadi?

Bir qarashda Xalqaro kosmik stansiyadagi suv tizimining O‘zbekistonga hech qanday aloqasi yo‘qdek tuyuladi. Ammo bu texnologiyaning asosiy g‘oyasi faqat suvni tozalash emas, balki chiqindi deb qaralgan resursni iqtisodiy aylanmaga qaytarishdir.

Aslida O‘zbekiston ham aynan shu masala bilan yuzma-yuz kelmoqda. Jahon banki baholashicha, mamlakat va butun Markaziy Osiyo aylanma iqtisodiyotga o‘tishning boshlang‘ich bosqichida. Bu esa iqtisodiyotda hali ham katta hajmdagi resurslar chiqindi sifatida yo‘qotilayotganini anglatadi.

Ha, so‘nggi yillarda bu yo‘nalishda qadamlar tashlanmoqda. Jumladan, 2024-yilda chiqindidan elektr energiyasi ishlab chiqarish bo‘yicha yirik loyihalar boshlandi. Rejaga ko‘ra, 2027-yilgacha har yili 4,7 million tonna qattiq maishiy chiqindidan 2,1 milliard kilovatt-soat elektr energiyasi olish maqsad qilingan.

Ammo bu yerda muhim savol tug‘iladi: chiqindidan energiya olishning o‘zi yetarlimi? Yoki aylanma iqtisodiyotning haqiqiy mazmuni chiqindini yoqish emas, balki uning o‘zi paydo bo‘lishini kamaytirish, qayta ishlash va resursni iqtisodiyotga qayta kiritishdan iboratmi?

Kosmosda muhandislar peshob yoki havodagi namlikka chiqindi sifatida emas, resurs sifatida qaraydi. Yerda esa biz hali ham ko‘pincha resursni avval chiqindiga aylantirib, keyin undan qanday foydalanish haqida o‘ylayapmiz.

Asosiy savol ham shu aslida: kelajak iqtisodiyoti yangi resurs qidirishga tayanadimi yoki mavjud resursni yo‘qotmaslikka? Kosmos bu savolga o‘z javobini allaqachon bergan. Endi o‘sha javobni Yerda qay darajada qo‘llay olishimizga bog‘liq. Zero eng qimmat resurs bu yangi topilgani emas, yo‘qotilmaganidir.