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Tecnologia enviada pela Nasa à Universidade de Dakota do Norte transforma resíduos humanos, urina, água usada e restos de alimentos em recursos para missões espaciais, ao integrar reciclagem, cultivo hidropônico e sistemas de suporte à vida em habitats lunares e marcianos.
A Nasa iniciou testes com uma unidade móvel de tratamento de resíduos capaz de transformar dejetos humanos, urina, água usada em higiene e restos de alimentos em recursos para missões de longa duração na Lua e em Marte.
Desenvolvida no Centro Espacial Kennedy, na Flórida, a tecnologia foi enviada à Universidade de Dakota do Norte, em Grand Forks, onde será conectada a um habitat análogo lunar e marciano usado em simulações de missões espaciais.
Chamado Divergent Deployable Wastewater Treatment Facility, ou DDWTF, o sistema foi criado para reduzir a dependência de água, fertilizantes e outros suprimentos enviados da Terra durante operações espaciais de longa duração.
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Segundo a Nasa, a proposta é reaproveitar materiais produzidos pela própria tripulação ao longo da missão, formando um ciclo mais fechado de suporte à vida em ambientes fora da Terra.
Em missões mais distantes, a reposição de recursos enviados do planeta se torna mais limitada, o que aumenta a necessidade de sistemas capazes de recuperar água, nutrientes e materiais que normalmente seriam descartados.
Nesse modelo, água, nutrientes e resíduos passam a integrar a operação de sobrevivência em vez de serem tratados apenas como itens de consumo ou descarte dentro do habitat.
Como funciona o sistema da Nasa
A unidade foi instalada em um trailer de 8,5 por 24 pés e reúne três sistemas de biorreatores, um jardim vertical, equipamentos de polimento de água, sensores ambientais, softwares de controle autônomo e dispositivos de segurança.
Preparado para funcionar como laboratório transportável, o conjunto poderá ser utilizado em diferentes ambientes de simulação conforme a tecnologia avance nos testes conduzidos pela Nasa e pela Universidade de Dakota do Norte.
Em comparação com sistemas convencionais de saneamento, o DDWTF mantém os resíduos separados desde a origem, o que permite aplicar tratamentos específicos de acordo com a composição de cada material.
Fezes, urina, água de higiene, água de lavanderia e restos de comida seguem fluxos próprios dentro da unidade, com processos ajustados às características químicas e biológicas de cada tipo de resíduo.
Essa separação é adotada porque pequenas tripulações podem gerar resíduos concentrados, com diferentes níveis de sais, sólidos, carbono, nitrogênio, fósforo e outros compostos presentes no material coletado.
Ao tratar cada fluxo de forma separada, a Nasa busca ampliar a recuperação de recursos e reduzir perdas durante o processamento de resíduos em habitats espaciais.
Um dos biorreatores foi projetado para processar resíduos fecais e restos de alimentos, convertendo esse material em uma solução rica em nutrientes destinada ao cultivo hidropônico de plantas.
Outros componentes do sistema tratam urina e águas residuais, com foco na recuperação de água para reutilização segura dentro da estrutura de suporte à vida.
Cultivo hidropônico em habitat lunar e marciano
Na Universidade de Dakota do Norte, estudantes de pós-graduação e pesquisadores da Nasa vão avaliar o desempenho da unidade após sua integração ao Integrated Lunar/Martian Analog Habitat, ambiente usado para simular desafios operacionais em outro corpo celeste.
Com essa conexão, será possível observar o funcionamento do sistema em uma rotina experimental mais próxima das condições planejadas para missões lunares e marcianas de longa duração.
Os testes incluem a comparação entre plantas alimentadas por nutrientes gerados a partir dos resíduos processados e plantas cultivadas por métodos hidropônicos tradicionais.
Essa etapa deve indicar se o material recuperado pelo DDWTF pode ser usado no apoio à produção de alimentos em habitats espaciais fechados.
Além da eficiência técnica, os pesquisadores vão analisar confiabilidade, necessidade de manutenção, treinamento exigido da tripulação e comportamento dos equipamentos em condições simuladas.
Esses fatores são considerados pela Nasa na avaliação de tecnologias destinadas a missões em que a tripulação terá menor acesso a reparos, peças e suporte externo imediato.
A análise também deve comparar resíduos simulados com resíduos metabólicos humanos gerados em ambiente análogo, para verificar diferenças de desempenho durante o processamento.
Essa comparação é necessária porque materiais artificiais podem não reproduzir todos os aspectos dos resíduos produzidos por tripulações, especialmente quando há variações na alimentação, no consumo de água e na rotina operacional.
Reciclagem de água e nutrientes no espaço
O DDWTF faz parte dos estudos da Nasa em sistemas de suporte à vida biorregenerativos, área voltada à combinação de reciclagem de água, recuperação de nutrientes, produção de alimentos e redução do volume de descarte.
A agência afirma que esses sistemas buscam usar processos biológicos e tecnológicos para manter habitats em operação por períodos mais longos, com menor necessidade de carga enviada da Terra.
Na Estação Espacial Internacional, a Nasa já utiliza o laboratório orbital como plataforma para testar tecnologias de reciclagem e recuperação de recursos em ambiente de microgravidade.
Em 2023, a agência informou que o sistema de controle ambiental e suporte à vida da estação atingiu a meta de recuperar cerca de 98% da água disponível, incluindo líquidos vindos da urina, da transpiração e da umidade da respiração dos astronautas.
O resultado foi associado ao desempenho do Brine Processor Assembly, equipamento desenvolvido para extrair água residual da salmoura deixada pelo processamento da urina.
Antes da instalação desse componente, a recuperação total de água na estação ficava entre 93% e 94%, de acordo com informações divulgadas pela Nasa.
Após a recuperação, a água passa por etapas de filtragem, tratamento e verificação de pureza antes de ser liberada para uso pela tripulação.
Esse processo faz parte da infraestrutura de suporte à vida usada para sustentar astronautas em missões orbitais e serve como referência para tecnologias planejadas para operações mais distantes.
Por que a Lua virou campo de teste
A Nasa afirma que o programa Artemis tem como objetivo estabelecer uma presença humana sustentada na Lua, onde habitats precisarão operar com uma cadeia de reabastecimento diferente da usada em órbita baixa.
Nesse cenário, sistemas capazes de transformar resíduos em insumos entram na avaliação técnica de soluções para reduzir massa, volume de descarte e dependência logística em missões prolongadas.
Luke Roberson, líder de sistemas de água de superfície no Mars Campaign Office do Centro Espacial Kennedy, afirmou que a agência desenvolve tecnologias para processar águas residuais em nutrientes destinados a plantas e à biomanufatura.
A declaração foi divulgada pela Nasa no anúncio sobre o envio da unidade à Universidade de Dakota do Norte, onde o equipamento será integrado ao habitat análogo.
Ainda em fase de testes, a tecnologia será avaliada para verificar como pode operar em habitats lunares e marcianos, com foco na recuperação de água e nutrientes dentro de sistemas fechados.
Em missões de longa duração, a eficiência desses ciclos pode influenciar o volume de suprimentos necessários, a operação dos habitats e o planejamento das atividades científicas fora da Terra.
A unidade enviada à Universidade de Dakota do Norte não representa uma solução final para todos os resíduos humanos no espaço, mas uma etapa de validação de tecnologias voltadas ao reaproveitamento de recursos.
Ao reunir tratamento de esgoto, recuperação de água e cultivo de plantas em um mesmo sistema, a Nasa testa uma forma de transformar resíduos em parte da infraestrutura de suporte à vida fora da Terra.
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