AstronomiBiyoloji

Uzay ve Dünya için Temiz Su

Çeviren: Mert Yüksel

Düzenleyen: Ümit Sözbilir

Özet: Uluslararası Uzay İstasyonu’nda, temiz su elde etme üzerine bir araştırma planlanıyor. Bu deneyin temel hedefi, astronotların uzaydaki su ihtiyacını karşılamaktır. Bu çalışmanın başarılı olması durumunda, Dünya’da temiz su elde etme yöntemlerine yeni bir bakış açısı getireceği umulmaktadır.

Giriş

Temiz su, canlılığın sürdürülebilmesi için en önemli maddedir. ESA Astronotu Andreas Morgensen, Huginn görevinin1 bir parçası olan Uluslararası Uzay İstasyonu’nda su filtreleme süzgeçlerini test ederek temiz su üretiminin hem Dünya’da hem de uzayda nasıl yapılabileceğinin anlaşılmasına yardımcı olacak.

Doğanın İşleyişini Taklit Etmek

Huginn görevinin bir parçası olarak Uluslararası Uzay İstasyonu’nda Aquamembrane2 deneyi yapılacak. Bu deney, uzay istasyonundaki kirli suları üç atık su torbasından zar yapısındaki süzgeçler yoluyla dışarı atan birkaç pompadan oluşmaktadır.  Süzgeç, kirli suyu süzdükten sonra geriye temiz suyu bırakacak. Daha sonra pompalar temiz suyu süzgeçlerden su torbalarına taşıyacak ve bu su, saflığının test edilmesi için Dünya’ya gönderilecek.

HFFO (Hollow Fiber Forward Osmosis)3 olarak da bilinen süzgeç, doğada (örneğin böbreklerimizde ve bitkilerde) aquaporin (su kanalları) denilen küçük proteinlerden yapılmıştır. Bu proteinler insan vücudundaki suyun süzülmesi olayını taklit ederek iyonların ve tuzların geçmesini engelleyerek sadece suyun geçmesine izin vermektedir.

Şekil 1. Üstteki açık mavi ile tasvir edilen yer zar ve zarın hemen altındaki Aquamembrane-3’teki destek yapısını temsil etmektedir (Kaynak: Aquaporin)

Süzgeç, yangın alarmlarındaki gibi sadece yarım düzine 9 voltluk pil kullanarak enerjiden tasarruf etmesi açısından göze çarpmaktadır. Bu durum onu temiz su ve enerjinin mevcut olmadığı gelecekteki Ay ve diğer uzay görevlerinde kullanılmasını cazip hâle getirmektedir.

Şekil 2. Aquamembram-3’ü, aquaporinleri oluşturan proteinler temsil edilmektedir. Bu zar suyun geçişine izin verirken iyonları ve diğer partikülleri dışarıda tutmaktadır (Kaynak: Aquaporin)

Geçmişte Olan Su Patlaması

Aquamembrane’nın eski bir sürümü 2015 yılında iriss görevinde4 Andreas tarafından test edilmişti. O zamanlar Andreas, kirli suyu süzgeçten geçiren aktif pompalar yerine şırıngalar kullanıyordu. Deneyin eski sürümü, süzgecin mikro kütle çekiminde işlevsel olduğunu gösterdi. Yeni sürüm ise süzgeç mikro kütle çekiminde verimliliğini ölçmeye çalışacak. Ayrıca pompaları açmak için sadece bir güç bağlantısı ve açma/kapama anahtarı gerekmektedir ve bu süreç, yeni sürümde daha kolaydır.

Danimarka Havacılık ve Uzay Dairesi CEO’su Thomas A.E. Andersen “Andreas’ın Huginn görevindeki bu yeni deneyi tam bir ön örnek için gerekli olan su ve süzgeç kalitesi verimliliğinde gerçek verileri elde etmemizi sağlayacak.  Sonuçlar tamamen çalışan ilk ön örnek yapımı için gerekli olan süzgeçlerin boyutunu, suyun akış hızını ve diğer birçok parametreyi tanımlamamıza izin verecek. Bu verileri dört gözle bekliyoruz.” açıklamasını yaptı.

Aquamembrane uzay yolculukları için test edilmesinin yanı sıra Aquaporin aynı zamanda Dünya için temiz su sağlanması konusunda Avrupa Birliği ve bir İspanyol şirketi olan Aqualia’nın ortak yürüttüğü REWAISE projesi5 için de test edilecek.

Şekil 3. iriss  görevi ve Aquamembrane-1 (Kaynak: ESA/NASA)

1 Huginn görevi, Andreas Morgensen tarafından Uluslararası Uzay İstasyonu’nda yapılması amaçlanan 30’dan fazla deneyi kapsamaktadır. [1]

2 Aquamembrane deneyi, süzgeçlerin mikro kütle çekimi ortamında suyu arıtma yeteneğini değerlendirmeyi amaçlayan bir deneydir. [2]

3 Forward osmosis (FO) türüdür. FO ise enerji tasarruflu su ve atık su arıtımına olanak tanıyan, aynı anda iki sıvıyı arıtmak için ozmotik basınç farkını kullanan bir süzgeç mekanizmasıdır. [3]

4 iriss görevi, havacılığı daha güvenli, daha yeşil ve daha verimli hale getirmek için uydu geliştirmesi amacıyla başlatılan bir Avrupa Uzay Ajansı (ESA) programıdır. [4]

5 REWAISE projesi suyun sağladığı ekonomik ve sosyal değeri de göz önünde bulundurarak suyun tam değerinden yararlanabilmemiz için teknolojik, finansal, yasal ve sosyal konuları ele alan bir projedir. [5]

Yoluyla
The European Space Agency. (2023, December 13). Clean water for space and Earth.
Kaynak
[1] The European Space Agency. (2023b, December 22). The Huginn mission – an overview. [2] Danish Aerospace Company. (n.d.). AQM-2.[3] Haupt, A., & Lerch, A. (2018). Forward osmosis application in manufacturing industries: A short review. Membranes, 8(3), 47. [4] The European Space Agency. (n.d.). IRIS - Satellite Communication for Air Traffic Management. ESA CSC.

Gelecek Bilimde

Gelecek Bilimde, toplum ile bilim arasındaki köprü olmayı amaçlayan popüler bilim değil, bilim iletişimi platformudur.
Başa dön tuşu