아쿠아포린 필터: 우주 및 그 너머를 위한 혁신적인 수 재활용 솔루션
우주에서의 물 부족
우주 비행사들은 우주에서 심각한 과제에 직면합니다. 물 부족입니다. 물은 생존에 필수적이지만, 궤도로 운송하기에는 너무 무겁고 비쌉니다. 현재 우주 비행사들은 하루에 3갤런의 물로 제한되어 있으며, 장기 임무에는 이것으로는 부족합니다.
전통적인 소변 여과 시스템
이러한 과제를 해결하기 위해 우주 비행사들은 2009년부터 증류된 소변을 마셔왔습니다. 그러나 현재의 소변 여과 시스템은 무겁고 느리며 고장 발생 가능성이 높습니다. 이들은 고속 회전과 화학 처리를 사용하여 소변에서 수증기를 분리합니다.
아쿠아포린 필터
덴마크의 바이오텍 기업인 아쿠아포린 A/S는 다른 물질을 차단하면서 물이 통과할 수 있도록 하는 아쿠아포린 단백질을 사용하여 소변, 땀, 폐수, 우주에서 사용할 수 있는 다른 액체원에서 깨끗한 물을 효율적으로 추출하는 혁신적인 새로운 필터를 개발했습니다. 아쿠아포린은 세포막에서 발견되는 단백질로, 다른 물질을 차단하면서 물이 통과할 수 있도록 합니다.
아쿠아포린 필터의 작동 원리
아쿠아포린 필터는 인간 신장의 물 여과 과정을 모방합니다. 여기에는 에너지원에 연결된 두 개의 튜브가 있습니다. 소변은 용기 하나에서 필터를 통해 다른 용기로 1분도 채 걸리지 않고 끌어들여집니다. 이 필터는 작고 가볍고 기존 시스템보다 막힐 가능성이 적습니다.
아쿠아포린 필터의 이점
- 고효율성: 아쿠아포린 필터는 연간 최대 6,000리터의 물을 재활용할 수 있어 장기 우주 임무에 적합합니다.
- 소형 및 경량: 필터의 소형 크기와 무게는 공간이 제한적인 우주 응용 분야에 이상적입니다.
- 저에너지 소비: 이 필터는 저에너지로 작동하여 물 재활용 시스템의 전력 요구 사항을 줄입니다.
- 신뢰성: 아쿠아포린 필터는 기존 시스템보다 고장 발생 가능성이 적어 안정적인 청정수 공급을 보장합니다.
시험 및 검증
아쿠아포린 A/S는 2011년부터 NASA와 협력하여 실험실 환경에서 아쿠아포린 필터의 프로토타입을 시험해 왔습니다. 이 필터는 또한 유럽 우주국 우주비행사 안드레아스 모겐센에 의해 국제 우주 정거장에서 시험을 거쳤습니다. 여과된 물 샘플은 분석을 위해 지구로 반환되었습니다.
우주 너머의 응용 분야
아쿠아포린 필터는 원래 우주 임무를 위해 개발되었지만, 다른 물 부족 환경에서도 깨끗한 물 솔루션을 제공할 잠재력이 있습니다. 아쿠아포린 A/S는 깨끗한 물에 대한 접근이 큰 과제인 개발도상국과 가뭄 피해 지역에 이 장치를 제공하고자 합니다.
결론
아쿠아포린 필터는 물 재활용 기술의 상당한 진보를 나타냅니다. 효율성, 소형성, 신뢰성은 장기 우주 임무에 이상적인 솔루션입니다. 또한 우주 너머에 적용될 수 있는 잠재력은 전 세계적으로 물 부족 과제를 해결하는 데 있어서 그 변혁적 잠재력을 강조합니다.
