Persediaan makanan dan minuman jadi salah satu pusat masalah dalam penjelajahan luar angkasa yang punya kondisi serba terbatas. Jika makanan bisa dipadatkan seperti ransum, bagaimana dengan air minum?
Para astronaut di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) bersyukur masalah itu sudah makin bisa diatasi. Bentuknya, daur ulang air seni alias urine mereka sendiri hingga bisa mencapai tingkat pemulihan air 98 persen.
Sistem daur ulang air ini merupakan tonggak penting bagi misi ruang angkasa orbit rendah yang bertujuan untuk menyediakan kebutuhan dasar para astronaut tanpa harus melakukan misi pengisian ulang.
Ini berarti bahan yang dibutuhkan seperti makanan dan air dilakukan daur ulang untuk akhirnya dikonsumsi kembali oleh astronaut.
Setiap anggota kru ISS membutuhkan sekitar satu galon air setiap hari untuk minum, menyiapkan makanan, dan keperluan kebersihan seperti menyikat gigi.
Dengan metode daur ulang ini, ISS sudah bisa mengembalikan persediaan air nyaris seperti setok awal.
“Ini adalah langkah maju yang sangat penting dalam evolusi sistem pendukung kehidupan,” kata Christopher Brown, salah satu anggota tim di Johnson Space Center yang mengelola sistem pendukung kehidupan di ISS, dikutip dari Space.
“Katakanlah Anda meluncur dengan membawa 100 pon air. Anda kehilangan 2 pon dari jumlah tersebut, dan 98 persen lainnya terus berputar-putar. Menjaga agar tetap berjalan adalah pencapaian yang sangat mengagumkan,” sambungnya.
Cara daur ulang
Tonggak sejarah pemulihan air ini diprakarsai oleh Environmental Control and Life Support System (ECLSS) selama demonstrasi Urine Processor Assembly (UPA) yang memulihkan air dari urine menggunakan penyulingan vakum.
ECLSS terdiri dari kombinasi perangkat keras, termasuk Sistem Pemulihan Air yang mengumpulkan air limbah dan perangkat penurun kelembapan yang bisa menangkap uap air dari udara ISS.
Air yang terkumpul ini dikirim ke Water Processor Assembly (WPA), yang kemudian menghasilkan air yang dapat diminum.
Elemen UPA pada ECLSS menyaring air seni, tetapi air garam dihasilkan sebagai produk sampingan dari proses ini, dan masih mengandung sejumlah air yang tidak terpakai.
Brine Processor Assembly (BPA) ditambahkan ke UPA untuk mengekstrak air limbah yang tersisa ini. Saat mendemonstrasikan operasinya dalam gravitasi mikro di luar angkasa, BPA mendorong ECLSS mencapai target 98 persen.
“Sebelum adanya BPA, total pemulihan air kami secara keseluruhan adalah antara 93 dan 94 persen,” kata manajer subsistem air ECLSS, Jill Williamson seperti dikutip situs NASA.
“Kami sekarang telah menunjukkan bahwa kami dapat mencapai [total] pemulihan air sebesar 98 persen, berkat prosesor air garam.”
BPA mengambil air garam yang dibuat oleh UPA dan melewatkannya melalui serangkaian membran khusus yang memperkenalkannya untuk memperingatkan udara kering yang menguapkan kandungan airnya.
Hal ini menghasilkan udara lembap yang tidak berbeda dengan napas anggota kru ISS, dan ini dapat dikumpulkan oleh penurun kelembapan ECLSS.
Seperti air limbah lain yang dikumpulkan, air limbah ini diolah oleh WPA dengan serangkaian filter khusus dan reaktor katalitik yang mengurai jejak kontaminan yang mungkin tersisa.
Sensor kemudian memeriksa kemurnian air, dan air yang tidak memenuhi standar dikirim kembali untuk mengulang proses.
Kemudian, yodium ditambahkan ke air yang dapat diterima untuk mencegah pertumbuhan mikroba, dan air tersebut kemudian disimpan untuk digunakan oleh kru di kemudian hari.
Sistem ECLSS diuji dengan cermat untuk memastikan bahwa sistem tersebut berfungsi sebagaimana mestinya. Selain itu tiap elemen dapat dioperasikan dalam jangka panjang tanpa memerlukan banyak perawatan atau penggantian suku cadang.
Lebih bersih
Apakah ini berarti para astronaut meminum air seni di luar angkasa?
“Para kru tidak meminum urine; mereka meminum air yang telah diambil kembali, disaring, dan dibersihkan sedemikian rupa sehingga lebih bersih daripada yang kita minum di Bumi ini,” cetus Williamson.
Faktanya, kata dia, air yang diproduksi di ISS lebih unggul daripada yang dihasilkan oleh sistem air kota di Bumi.”Pemrosesan ini pada dasarnya mirip dengan beberapa sistem distribusi air di Bumi, hanya saja dilakukan dalam gaya berat mikro,” jelas Williamson.
“Kami memiliki banyak proses dan banyak pengujian di lapangan untuk memberikan keyakinan bahwa kami memproduksi air yang bersih dan dapat diminum,” tandasnya.