अन्तरिक्षमा पानीको अस्तित्व छैन: कुन प्रविधिबाट उपलब्ध हुन्छ वैज्ञानिकहरुका महिनौंसम्म पिउने पानी?

काठमाडौं ।

क्याम्पिङमा जाँदा आफ्नो खानपिनको सामान र पिउने पानी फिल्टर गर्ने वा उपचार गर्ने उपकरण लैजानुपर्ने हुन्छ। तर कल्पना गर्नुहोस्, तपाईंको क्याम्पसाइट अन्तरिक्षमा छ, जहाँ पानी नै छैन, र पानीका भाँडा बोकेर लैजानु पनि सम्भव हुँदैन किनकि प्रत्येक इन्च कार्गो स्पेस महत्वपूर्ण हुन्छ। यही चुनौती इन्जिनियरहरूले अन्तर्राष्ट्रिय अन्तरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) बनाउन खोज्दा सामना गरेका थिए।

नासाले अत्याधुनिक पानी पुनःप्राप्ति प्रणाली विकास गर्नु अघि, आईएसएस मा पठाइने शटलहरूको भारको करिब आधा भाग पानीमै हुने गर्थ्यो। एकजाना वातावरणीय इन्जिनियरले केनेडी स्पेस सेन्टरको स्पेस लाइफ साइन्सेस ल्याबमा यसबारे अनुसन्धान गरेका छन्। यस क्रममा उनले बन्द प्रणाली (क्लोज्ड-लूप) पानी पुनःप्राप्ति प्रणाली विकासमा सहयोग गरेका थिए।

आज नासाले अन्तरिक्षमा प्रयोग हुने पानीको ९० प्रतिशतभन्दा बढी पुनःप्राप्त गर्छ। सफा पानीले अन्तरिक्ष यात्रीहरूलाई पिउन, सरसफाइ गर्न र खाना पुनःहाइड्रेट गर्न सहयोग गर्छ। प्रयोग भएको पानी पुनःप्राप्त गर्नु क्लोज्ड-लूप जीवनसमर्थन प्रणालीको मेरुदण्ड हो, जुन भविष्यका चन्द्र आधार, मंगल अभियान र सम्भावित अन्तरिक्ष बस्तीतर्फका योजनाका लागि अत्यावश्यक छ।

नासाको वातावरणीय नियन्त्रण तथा जीवनसमर्थन प्रणालीभनेको हावा र पानीको गुणस्तर, फोहर व्यवस्थापन, वायुमण्डलीय दबाब नियन्त्रण र आगलागी नियन्त्रणजस्ता आपतकालीन प्रतिक्रिया प्रणालीहरू सम्हाल्ने उपकरण र प्रक्रियाको संयोजन भएको स्पेस डटकमले उल्लेख गरेको छ।

यसकै एउटा अंश पानी पुनःप्राप्ति प्रणाली हो, जसले आईएसएस भित्रका अन्तरिक्ष यात्रीलाई सहयोग गर्छ र पानी पुनःचक्रणमा मुख्य भूमिका खेल्छ।

माइक्रोग्राभिटीका लागि तयार गरिएका पानी प्रणालीहरू

सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण (माइक्रोग्राभिटी) भएको वातावरणमा पानीको हरेक स्रोत मूल्यवान हुन्छ। आईएसएस मा पानी पुनःप्राप्ति प्रणालीहरूले मूत्र, क्याबिन भित्रको हावामा हुने ओस, र सरसफाइ (जस्तै दाँत माझ्दा प्रयोग हुने पानी) बाट पानी संकलन गर्छन्।

पृथ्वीमा फोहरपानी विभिन्न स्रोतबाट आउँछ—घरायसी धारा, बाथरुम र चर्पी; उद्योग-कलकारखानाको उत्पादन प्रक्रिया; तथा कृषि क्षेत्रमा प्रयोग हुने मल र विषादी मिसिएको पानी। तर अन्तरिक्षमा फोहरपानी धेरै नै सघन हुन्छ। यसमा मूत्रबाट आउने युरिया, नुन र साबुनजस्ता सरसफाइ सामग्रीका रासायनिक पदार्थ धेरै मात्रामा हुन्छन्। यो पानीलाई पिउन योग्य बनाउन ती सबै तत्व तुरुन्तै र प्रभावकारी रूपमा हटाउनुपर्छ।

अन्तरिक्षमा प्रयोग हुने पुनःप्राप्ति प्रणालीहरूले पृथ्वीमा हुने पानी शुद्धिकरणका आधारभूत सिद्धान्त नै प्रयोग गर्छन्।

तर यी प्रणाली विशेष गरी सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षणमा काम गर्ने गरी, न्यून मर्मत आवश्यक हुने गरी, महिनौँ वा वर्षौंसम्म भाग फेर्नै नपर्ने गरी तयार गरिएका हुन्छन्। नासाको पानी पुनःप्राप्ति प्रणालीले आईएसएस भित्र प्रयोग हुने वा उत्पन्न हुने लगभग सबै प्रकारको पानी संकलन र पुनःप्रयोग गर्छ।

संकलित फोहरपानीलाई ‘वाटर प्रोसेसर एसेम्ब्ली’ भन्ने प्रणालीमा पठाइन्छ, जहाँ यसलाई शुद्ध गरेर पिउन योग्य बनाइन्छ। यो पानी पृथ्वीमा प्रयोग हुने धेरै खानेपानी मापदण्डभन्दा पनि उच्च गुणस्तरको हुन्छ।

आईएसएसमा प्रयोग हुने पानी पुनःप्राप्ति र उपचार प्रणाली विभिन्न उपप्रणालीहरूको संयोजनबाट बनेको छ।

पिसाब र पसिनाबाट पानी पुनःप्राप्ति

युरिन प्रोसेसर एसेम्ब्लीले मूत्रबाट करिब ७५ प्रतिशत पानी तताउने र भ्याकुम कम्प्रेसनमार्फत पुनःप्राप्त गर्छ। पुनःप्राप्त पानीलाई थप उपचारका लागि वाटर प्रोसेसर एसेम्ब्लीमा पठाइन्छ। बाँकी तरल, जसलाई ‘ब्राइन’ भनिन्छ, अझै पर्याप्त मात्रामा पानीयुक्त हुन्छ। त्यसैले नासाले ब्राइन प्रोसेसर एसेम्ब्ली प्रणाली विकास गरेको छ, जसले ब्राइनमा बाँकी रहेको अन्तिम अंश पानी पनि निकाल्छ।

ब्राइन प्रोसेसर एसेम्ब्लीमा न्यानो, सुख्खा हावाले ब्राइनबाट पानी वाष्पीकरण गर्छ। फिल्टरमार्फत प्रदूषक र पानी वाष्प छुट्याइन्छ, र पानी वाष्पलाई संकलन गरेर पिउन योग्य बनाइन्छ। यस नवप्रवर्तनले पानी पुनःप्राप्ति प्रणालीको सफलता दर ९८ प्रतिशतसम्म पुर्‍याएको छ। बाँकी २ प्रतिशत अन्य फोहरसँगै मिसाइन्छ।

एयर रिभाइटलाइजेशन प्रणालीले क्याबिनको हावाबाट पसिना र सासफेर्ने क्रममा निस्किएको पानी वाष्पलाई संकलन गरेर तरल पानी बनाउँछ। यसलाई पनि वाटर प्रोसेसर एसेम्ब्लीमा पठाइन्छ, जहाँ सम्पूर्ण पानी उपचार गरिन्छ।

पुनःप्राप्त पानीको उपचार

वाटर प्रोसेसर एसेम्ब्लीको उपचार प्रक्रियामा विभिन्न चरण हुन्छन्। सबैभन्दा पहिले, पुनःप्राप्त पानी फिल्टरमार्फत धुलो जस्ता निलम्बित कण हटाइन्छ। त्यसपछि, नुन र केही जैविक प्रदूषक हटाउने फिल्टरहरूको शृंखला प्रयोग हुन्छ। त्यसपछि ‘क्याटालिटिक अक्सिडेशन’ भनिने रासायनिक प्रक्रियामार्फत ताप र अक्सिजनको प्रयोग गरी बाँकी जैविक यौगिकहरू तोडिन्छन्। अन्तिम चरणमा पानीमा आयोडिन थपिन्छ, जसले भण्डारण अवधिभर सूक्ष्म जीवको वृद्धिलाई रोक्छ। नतिजा स्वरूप प्राप्त हुने पानी पृथ्वीमा पाइने नगरपालिकाको धारा पानिभन्दा पनि प्रायः सफा हुन्छ।

मंगलमा पुग्ने तयारी

मानव मिशनलाई मंगल ग्रहमा सम्भव बनाउन, अन्तरिक्षयानले कम्तीमा ९८ प्रतिशत पानी पुनःप्राप्त गर्नुपर्ने नासाले अनुमान गरेको छ। मंगल यात्राको लागि आत्मनिर्भर यात्रा अझै केही वर्ष टाढा भए पनि आईएसएसमा प्रयोग भएको नयाँ ब्राइन प्रोसेसरले पानी पुनःप्राप्ति दर बढाएर यो लक्ष्य नजिक पुर्‍याएको छ। तर अझै पनि अन्तरिक्षयानमै प्रयोग गर्न मिल्ने संक्षिप्त प्रणाली विकास गर्नुपर्नेछ।

स्पेस डटकमका अनुसार दूरीकै कारणले मात्र नभई पृथ्वी र मंगल दुवै आफ्ना कक्षामा घुमिरहेको कारणले पनि मंगल यात्रा जटिल छ। दुवै ग्रहबीचको दूरी उनीहरूको स्थितिअनुसार बदलिरहन्छ। औसतमा यो करिब १४० मिलियन माइल (२२५ मिलियन किलोमिटर) हुन्छ, भने सबैभन्दा नजिक हुँदा ३३.९ मिलियन माइल (५४.६ मिलियन किलोमिटर) मात्र हुन्छ।

मानवसहितको मंगल यात्रामा एकतर्फी यात्रा करिब नौ महिना लाग्ने अनुमान गरिएको छ। सतहमा सञ्चालन र फर्कने योजनासहितको यात्रा लगभग तीन वर्षसम्मको हुन सक्छ। साथै, मंगल र पृथ्वी अनुकूल स्थितिमा आउने ‘लन्च विन्डो’ हरेक २६ महिनामा मात्र आउँछ।

नासाले मंगलमा मानिस पठाउने बहुवर्षीय अभियानको तयारी गर्दै गर्दा, विश्वभरका अन्तरिक्ष एजेन्सीहरूले पनि प्रणोदन प्रविधि सुधार्ने र जीवनसमर्थन प्रणाली परिपूर्ण बनाउन ध्यान दिइरहेका छन्। बन्द प्रणाली (क्लोज्ड-लूप), रोबोटिक सहयोग र स्वचालित सञ्चालनमा भइरहेको प्रगति मानवलाई मंगलमा पुर्‍याउने सपना वास्तविकता तर्फ लगिरहेको छ।