ขวดน้ำบนสถานีอวกาศนานาชาติราคาเท่าไหร่?

น้ำเป็นหนึ่งในทรัพยากรที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดในโลกของเรา โดยมีพื้นผิวโลกอยู่ใต้น้ำประมาณสองในสาม ความอุดมสมบูรณ์ของมันมีความสำคัญต่อการอยู่รอดของเราต่อไป โดยคนทั่วไปจำเป็นต้องดื่มน้ำประมาณครึ่งแกลลอนต่อวัน ด้วยเหตุนี้ อย่างน้อยในประเทศที่พัฒนาแล้ว เราจึงอยู่ห่างจากแหล่งน้ำที่พร้อมใช้เพียงก๊อกเดียว เราสามารถซื้อน้ำขวดจากร้านหัวมุมได้ในราคาเพียง 99p

ดูปืนลูกซองอวกาศที่เกี่ยวข้องไม่ใช่การหวนคืนสู่นักบินอวกาศติดอาวุธ แอลกอฮอล์ในอวกาศ: จากไวน์ร่วมไปจนถึงวิสกี้ไร้แรงโน้มถ่วง

สำหรับ

สถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ซึ่งโคจรรอบโลกด้วยความเร็วเพียง 17,100 ไมล์ต่อชั่วโมง ร้านหัวมุมที่ใกล้ที่สุดอยู่ห่างออกไปประมาณ 230 ไมล์ และเข้าถึงได้ไม่ง่ายนัก คุณไม่สามารถเพียงแค่ออกจากประตูแล้วจิ้มไปที่ร้านค้า ไม่เว้นแต่คุณจะสวมชุดสูญญากาศและมีจรวดอวกาศและโมดูลแลนเดอร์อยู่ในมือ

ที่อาศัยอยู่ในสถานที่ห่างไกลและไม่เอื้ออำนวยเช่นนี้ น้ำกลายเป็นสินค้าโภคภัณฑ์บนสถานีอวกาศนานาชาติ ซึ่งอาจมีราคาประมาณ 10,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ (ประมาณ 7,000 ปอนด์) สำหรับน้ำหนึ่งขวด ในมุมมองนี้ การเสิร์ฟน้ำมูลค่า 3,000 ดอลลาร์ (2,000 ปอนด์) บนสถานีอวกาศนานาชาติ ISS นั้นแพงกว่าเบียร์ลาเกอร์ระดับพรีเมียมจำนวนหนึ่งไพนต์ตามผับท้องถิ่นของคุณหลายร้อยเท่า อย่างไรก็ตาม วิวบนสถานีอวกาศนานาชาตินั้นดีกว่าอย่างไม่ต้องสงสัย

รอ…เท่าไหร่?

“พื้นที่เก็บสัมภาระเป็นของพรีเมี่ยม และสินค้าทุกชิ้นต้องมีต้นทุนเพื่อให้มั่นใจว่าคุ้มค่าเงิน”

ค่าใช้จ่ายส่วนใหญ่มาจากต้นทุนในการจัดหาสิ่งของจำเป็นให้กับสถานีอวกาศนานาชาติ อุปทานแต่ละแห่งที่ส่งไปยังสถานีอวกาศนานาชาติมีค่าใช้จ่ายหลายล้านดอลลาร์ โดยการเปิดตัวเองมีราคาสูงถึงครึ่งล้านดอลลาร์ ด้วยเหตุนี้ พื้นที่เก็บสัมภาระจึงมีราคาแพง และสินค้าทุกชิ้นจำเป็นต้องคิดต้นทุนเพื่อให้มั่นใจว่าคุ้มค่าเงิน โดยพิจารณาจากน้ำหนัก ปริมาณ และความจำเป็นของแต่ละรายการ

เดิมที โครงการกระสวยอวกาศจะให้การส่งเสบียงไปยังสถานีอวกาศนานาชาติเป็นประจำ แม้ว่ากระสวยอวกาศจะมีค่าใช้จ่ายสูงในการวิ่ง โดยมีราคา $500,000,000 (เกือบ 350,000,000 ปอนด์) ในการเปิดตัว เมื่อเทียบกับค่าใช้จ่าย $300,000,000 (มากกว่า 200,000,000 ปอนด์) เพื่อเปิดตัวจรวดขนาดเล็กเช่น Space-X หรือ Orbital ATK อย่างไรก็ตาม กระสวยอวกาศสามารถบรรทุกสินค้าได้ 50,000 ปอนด์ (มากกว่า 20 ตัน) เทียบกับ 5,000 ปอนด์บนจรวด ทั้งนี้เนื่องมาจากพื้นที่เก็บสัมภาระบนกระสวยอวกาศโดยเฉพาะ

“สำหรับกระสวยอวกาศทุกลำที่ฉันปล่อยสู่อวกาศ ตอนนี้ฉันต้องส่งจรวดขนาดเล็กกว่า 10 ลำจากรัสเซียหรือสหรัฐอเมริกา” ดร.ราวี มาร์กาซาฮายัม วิศวกรความปลอดภัยในการบรรทุกสินค้ากับ NASA และเป็นประธานร่วมของคณะกรรมการตรวจสอบความปลอดภัยภาคพื้นดินของอวกาศนานาชาติ กล่าว สถานี.

ด้วยเหตุนี้ การจัดหาน้ำทั้งหมดให้กับสถานีอวกาศนานาชาติจึงกลายเป็นสิ่งต้องห้ามด้านต้นทุนมากขึ้น ในขั้นต้น NASA จะใช้กระสวยอวกาศเพื่อส่งน้ำให้กับสถานีอวกาศนานาชาติทุกสองถึงสามเดือน โดยน้ำจะบรรจุในถุงหลายชุด โดยแต่ละอันมีน้ำหนัก 90 ปอนด์ (ประมาณ 40 กิโลกรัม) ต่ออัน

เนื่องจากระบบต่างๆ มีประสิทธิภาพมากขึ้น NASA จึงจำเป็นต้องส่งจรวดทุกๆ สามถึงหกเดือนเท่านั้น สิ่งนี้ยังช่วยเพิ่มความปลอดภัย เนื่องจากมีอุบัติเหตุจากการเปิดตัวของ Russian, Space X-7 และ Orbital ATK Antares

การเดินทางอุปทานแต่ละครั้งมีน้ำมากถึง 400 แกลลอน น้ำนี้ไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อตอบสนองความต้องการของนักบินอวกาศทั้งหมดจนกว่าจะมีการจัดหาครั้งต่อไป แต่มีวัตถุประสงค์เพื่อเติมน้ำสำรองของ ISS แทนที่จะอาศัยเพียงน้ำที่จัดหาโดย NASA และ Roscosmos (สำนักงานอวกาศแห่งสหพันธรัฐรัสเซีย) ISS ใช้ระบบการเก็บน้ำและการรีไซเคิลหลายชุดเพื่อให้นักบินอวกาศได้รับ H20

ไม่มีอะไรเสีย

“ไม่มีอะไรถูกทิ้งไว้ แม้แต่หนูทดลองก็มีส่วนปัสสาวะ”

เนื่องจากเป็นทรัพยากรอันล้ำค่าในอวกาศ ระบบฟื้นฟูน้ำจึงเก็บเกี่ยวความชื้นจากแหล่งที่เป็นไปได้ทั้งหมดบนสถานีอวกาศนานาชาติ ตั้งแต่การควบแน่นและความชื้น ผ่านฝักบัวและน้ำเพื่อสุขอนามัยในช่องปาก ไปจนถึงเหงื่อและปัสสาวะ ไม่มีอะไรเหลืออยู่ แม้แต่หนูทดลองก็ยังมีส่วนในการปัสสาวะ Margasahayam กล่าวว่า "มนุษย์คนหนึ่งมีหนูประมาณ 72 ตัว เท่าที่มีการเรียกคืนน้ำ"

ในขณะนี้ ระบบการถมน้ำเก็บกักน้ำเสียได้ 93% โดยที่เหลืออีก 7% สูญเสียไปจากการล็อกลมและสิ่งสกปรก อย่างไรก็ตาม สถานีอวกาศนานาชาติรีไซเคิลน้ำประมาณ 3.6 แกลลอนทุกวัน

เนื่องจากระบบการถมและรีไซเคิลน้ำใช้ร่วมกันอย่างเท่าเทียมกันทั้งสองฝ่าย จึงหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่นักบินอวกาศชาวอเมริกันจะบริโภคอาหารรัสเซีย และนักบินอวกาศชาวรัสเซียจะบริโภคชาวอเมริกัน ซึ่งค่อนข้างจะเป็นครั้งแรกในความสัมพันธ์ระหว่างประเทศ

“ถึงแม้จะเป็นแหล่งน้ำที่น่ารับประทานน้อยกว่านี้ แต่น้ำบนสถานีอวกาศนานาชาตินั้นบริสุทธิ์กว่าน้ำดื่มของเราบนโลก”

แม้จะมีแหล่งน้ำที่น่ารับประทานน้อยกว่านี้ แต่น้ำบนสถานีอวกาศนานาชาตินั้นบริสุทธิ์กว่าน้ำดื่มของเราบนโลก นี่เป็นเพราะกระบวนการรีไซเคิลน้ำของ ISS ซึ่งบางส่วนเลียนแบบกระบวนการของน้ำระเหยและการตกตะกอนของโลกของเรา แทนที่จะกรองน้ำง่ายๆ น้ำเสียจะถูกรวบรวมและลดให้เป็นอะตอมของส่วนประกอบ จากนั้นอะตอมของไฮโดรเจน (H) และออกซิเจน (O) จะรวมกันเป็นน้ำจืด ด้วยเหตุนี้ นักบินอวกาศจึงไม่มีปัญหาในการดื่มน้ำ แม้ว่าจะมีต้นกำเนิดที่น่าพึงพอใจน้อยกว่า เช่น เหงื่อและปัสสาวะ

เช่นเดียวกับระบบรีไซเคิลน้ำและการกู้คืนบนสถานีอวกาศนานาชาติ NASA กำลังใช้วิธีการที่เรียกว่าปฏิกิริยา Sabatier เพื่อสร้างน้ำจากไฮโดรเจนและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่หายใจออก ไฮโดรเจนเป็นผลพลอยได้จากระบบสร้างออกซิเจน ซึ่งใช้อิเล็กโทรลิซิสเพื่อเปลี่ยนน้ำให้เป็นออกซิเจนและไฮโดรเจน ก่อนหน้านี้ ไฮโดรเจนนี้ถูกระบายออกสู่อวกาศ เนื่องจากการเก็บในปริมาณมากเป็นอันตราย แต่ปัจจุบันถูกป้อนเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์ซาบาเทียร์โดยตรง

เมื่อมองไปข้างหน้า ระบบ Sabatier เหล่านี้จะมีบทบาทสำคัญในภารกิจดาวอังคารที่วางแผนไว้ในอนาคต เนื่องจากดาวอังคารอยู่ห่างออกไปประมาณ 225,000,000 กิโลเมตร (เกือบ 140,000,000 ไมล์) อาจต้องใช้เวลาหกถึงเก้าเดือนกว่าจะไปถึงดาวเคราะห์สีแดง เมื่อคุณคำนึงถึงการเดินทางกลับด้วยเช่นกัน อาจต้องใช้เวลา 18 เดือนหรือมากกว่านั้นก่อนที่นักบินอวกาศจะกลับสู่โลก

เตรียมตัวไปดาวอังคาร

ด้วยเหตุผลนี้ NASA ไม่เพียงแต่มองว่าการทำให้ระบบการถมน้ำและการรีไซเคิลน้ำมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการค้นคว้าเกี่ยวกับระบบการผลิตน้ำด้วย “เราสามารถสร้างมีเทน [เช่นเดียวกับน้ำ] จากปฏิกิริยาซาบาเทียร์ และสามารถรวมก๊าซมีเทนกับคาร์บอนไดออกไซด์บนดาวอังคารเพื่อแปลงเป็นน้ำ” Margasahayam อธิบาย

“สิ่งที่เคยเป็นผลพลอยได้ของเสียจากกระบวนการผลิตออกซิเจนตอนนี้กลายเป็นวิธีการผลิตน้ำสำรองเพื่อตอบสนองความต้องการของนักบินอวกาศ”

สำหรับสถานีอวกาศนานาชาติ สิ่งที่ครั้งหนึ่งเคยเป็นผลพลอยได้ของเสียจากกระบวนการผลิตออกซิเจนตอนนี้กลายเป็นวิธีการผลิตน้ำสำรองเพื่อตอบสนองความต้องการของนักบินอวกาศ ซึ่งจะช่วยลดปริมาณน้ำที่สถานีอวกาศนานาชาติต้องการจากโลก

“ทุกครั้งที่คุณไม่ลดน้ำหนัก คุณไม่เพียงแต่ลดปริมาณของน้ำหนักบรรทุก แต่ยังลดต้นทุนอีกด้วย” Margasahayam อธิบาย “คุณสามารถใช้ปริมาณนั้นเพื่อส่งอย่างอื่นไปสู่อวกาศได้ เช่น อาหารหรือการทดลอง”

ดังนั้น ครั้งต่อไปที่คุณบ่นเรื่องค่าเบียร์ในผับท้องถิ่นของคุณ ลองคิดดูว่าค่าน้ำบนเรือ ISS ราคาเท่าไหร่ และดื่มเบียร์ของคุณโดยไม่บ่น

อ่านต่อไป: ประวัติโดยย่อของแอลกอฮอล์ในอวกาศ

รูปภาพ: Neil Tackaberry และ NASA ใช้ภายใต้ Creative Commons