Сегодня утром вы, скорее всего, приняли душ. Ушло литров сорок воды, может, пятьдесят. Потом спустили воду в унитазе — ещё пять литров. Запустили стиральную машину — плюс пятьдесят.
К обеду обычный житель любого российского города тратит воды больше, чем космонавт на МКС расходует за месяц.
Космонавт на орбите получает четыре-пять литров воды в сутки — на всё: питьё, еду, гигиену.
А получить с Земли еще пять литров этой драгоценной жидкости стоит примерно столько же, сколько подержанный BMW.
Почему вода стоит как машина
Космическую цену воде даёт доставка. Вывести один килограмм груза на низкую околоземную орбиту, где висит МКС, обходится от двух до десяти тысяч долларов — в зависимости от ракеты и оператора. Шаттлы в своё время тащили груз по двадцать тысяч за килограмм. Falcon 9 от SpaceX сбил ценник до двух-трёх тысяч, но грузовые корабли «Прогресс» и Cygnus всё равно работают в диапазоне пяти тысяч долларов за килограмм.
В итоге, 5 литров "земной" воды на МКС обойдутся в 25 тысяч долларов. Именно столько стоит средний подержанный BMW 3-Series 2022 года выпуска на российском рынке.
Космонавты на МКС не принимают душ — вода в невесомости разлетается каплями, которые могут замкнуть электронику, поэтому вместо этого они умываются из пакетов с водой, смешанной с мылом, нанося её на кожу и вытирая специальными салфетками, а влажные полотенца сушат у вентиляции для рециклинга.
Голову моют безводным шампунем — наносят порошок, массируют, снимают сухим полотенцем, а зубы чистят специальной пастой, которую приходится глотать, экономя каждую каплю драгоценной влаги. Одежду не стирают - она одноразовая, ее либо отправляют на Землю, либо утилизируют.
Откуда берут воду на МКС кроме Земли
Если бы NASA и «Роскосмос» тащили всю воду с Земли, бюджеты кончились бы раньше, чем первая экспедиция добралась бы до орбиты. Экипаж из семи человек потреблял бы почти тонну воды в месяц. При стоимости доставки пять тысяч долларов за кило это двести миллионов долларов ежемесячно — только на воду.
Поэтому инженеры придумали кое-что получше.
На МКС работает система, которая берёт самое неприятное, что производит человеческий организм, и превращает это в питьевую воду. И делает это лучше, чем муниципальный водопровод.
Система регенерации воды ECLSS — это, по существу, самый сложный и дорогой фильтр в истории человечества. Он перерабатывает всё: влагу из выдыхаемого воздуха, испарения пота, воду после умывания и — главное — мочу. Всю. Включая мочу подопытных мышей, если они летят на борту.
Процесс выглядит так. Вентиляция непрерывно гонит воздух через конденсаторы, собирая влагу из дыхания всего экипажа. Специальный туалет стоимостью 19 млн (!) долларов засасывает и собирает жидкие отходы. Дальше начинается химия.
В невесомости воду нельзя просто вскипятить — пар не поднимается вверх, потому что «верха» не существует. Поэтому центрифуга вращает жидкость, создавая искусственную гравитацию, и выпаривает воду при низкой температуре. Затем идет многоступенчатая фильтрация, каталитическое окисление при 130 °C (это убивает всё живое и опасное без исключений) и минерализация: в воду добавляют кальций, магний и ионы серебра.
Серебро здесь главный антисептик. Оно держит воду стерильной без хлора, запах которого вызывал бы в замкнутом пространстве постоянную на головную боль. Российский сегмент использует похожую схему, но с нюансом: россияне пьют воду из конденсата (пота и дыхания), а мочу пускают на технические нужды — расщепляют на кислород для дыхания экипажа.
Летом 2023 года NASA объявило, что американский сегмент МКС научился восстанавливать 98% всей воды на борту. Теряются лишь два процента — при выходах в открытый космос и с частью неперерабатываемых отходов.
Астронавт Дон Петтит сформулировал философию этого процесса коротко и исчерпывающе:
«Вчерашний кофе становится завтрашним кофе».
Вода, которую пьют на МКС, чище московского водопровода примерно в десять раз по органическим примесям и в 50 раз по бактериям. Городской кран даёт воду с показателем растворённых веществ 200–400 миллиграммов на литр — в трубах накапливаются следы железа, свинца, хлора.
Космическая вода после многоступенчатой дистилляции, каталитического окисления и фильтрации содержит всего 20 миллиграммов на литр: никакой органики, ноль патогенов, бактерий — меньше одной колонии на миллилитр против пятидесяти допустимых по российскому СанПиНу.
Там настолько чисто, что иммунитет говорит:
«Ребят, я пойду… где-нибудь ещё понервничаю».
Но почему проблема опасных бактерий и очистки от них воды встала так остров на МКС, в условиях космоса?
Бактерии: откуда они взялись в космосе
За четверть века через МКС прошло более трёхсот человек. Каждый принёс с собой около триллиона микробов — на коже, в кишечнике, в носоглотке. Несмотря на стерилизацию грузов, бактерии прячутся в биоплёнках — тончайших слоях слизи и выживают. На борту они обнаружили идеальную среду: влажность 50–60%, органика, тепло и полное отсутствие конкуренции со стороны дикой природы.
Невесомость меняет бактерии радикально. Биоплёнки в микрогравитации вырастают в сто раз толще, чем на Земле, — антибиотики через такой слой почти не пробиваются. Радиация провоцирует мутации. В итоге на МКС зафиксированы тринадцать штаммов Enterobacter bugandensis, которые не берут стандартные антибиотики.
Бактерия эта крайне неприятная. Может приводить к сепсису, инфекциям мочевыводящих путей, кожи и мягких тканей, а также эндокардиту — воспалению, возникающему на внутренней оболочке камер сердца и клапанов. А главное - уничтожить ее очень трудно.
Космонавты за полгода на орбите теряют до двадцати процентов иммунных Т-клеток — именно тогда, когда рядом живут бактерии, которые на Земле ещё не встречались.
Мониторинг идёт непрерывно: сотни мазков в неделю, допустимый предел — не более 600 колониеобразующих единиц на кубический метр воздуха. Серебро в воде, ультрафиолетовые лампы, регулярное кварцевание — всё это держит ситуацию под контролем.
Но инженеры столкнулись с парадоксом: слишком стерильная среда разрушает собственный микробиом кожи астронавтов, и иммунитет слабеет ещё быстрее. Золотая середина между «грязно» и «слишком чисто» в замкнутом объёме станции — отдельная научная задача.
Что бы там ни творилось в трубах МКС, технологии, придуманные для станции, давно работают на Земле — и спасают людей за тысячи километров от любого космодрома. Эти технологии сейчас используются на Ближнем Востоке, в странах Латинской Америки и Африки и спасают жизни тысячам людей.