Monitoraggio e prevenzione della contaminazione trasmessa mediante l’acqua negli habitat spaziali
Uno dei problemi emersi con gli attuali tentativi di decontaminazione per lo spazio riguarda il fatto che il monitoraggio e la prevenzione sono condotti come attività separate. Ciò presenta difficoltà, in quanto l’invio di campioni sulla Terra per l’analisi e la disinfezione non è un’opzione praticabile. Il progetto di azione per la ricerca e l’innovazione BIOWYSE, finanziato dall’UE, ha sviluppato e dimostrato un sistema compatto che combinava il monitoraggio dei microrganismi in tempo reale con una disinfezione quasi istantanea a base di raggi UV, senza generare sottoprodotti dannosi. Il progetto ha stabilito parametri per la qualità dell’acqua usando dati sulla presenza di molecole di adenosina trifosfato ATP (che suggeriscono la presenza di microbi e quindi la contaminazione), correlati con i dati provenienti da altre tecniche. I team di BIOWYSE sono stati i primi in tutto il mondo a presentare prove scientifiche a dimostrazione del fatto che gli effetti UV sulla contaminazione microbiologica dell’acqua potrebbero essere confermati utilizzando il monitoraggio ATP.
Il sistema integrato
L’hardware di BIOWYSE (il «circuito stampato per montaggio sperimentale») ha dimostrato che le tecnologie lavorano insieme quando l’acqua entra e viene immagazzinata nel modulo di prevenzione (un serbatoio rivestito per prevenire l’accumulo microbico durante lo stoccaggio temporaneo). L’acqua quindi scorre verso il modulo di monitoraggio, dove verrà esaminata per verificare l’eventuale presenza di biomassa utilizzando la bioluminescenza (applicabile sia ai campioni di acqua che di superficie). Se viene raggiunta una certa soglia, verrà eseguita la disinfezione UV nel modulo di decontaminazione per disattivare i microbi presenti, fino a livelli di potabilità sicuri. Viene quindi consegnata all’output, sotto forma di sacchetto per bere personale. I moduli di controllo e servizio mantengono l’intero sistema in funzione. Il collaudo del sistema è durato quasi 2 anni sia in laboratorio che sul campo. I campioni di acqua utilizzati per testare e calibrare il sistema variavano dall’acqua sterile, all’acqua del rubinetto, all’acqua del rubinetto sporca lasciata in un serbatoio per settimane. Nei test sul campo sono state analizzate anche acque di grotta e fiume. Inoltre, i risultati di VIABLE ISS (in cui i materiali sono rimasti sull’ISS per mesi e sono stati contrapposti con campioni di riferimento terrestri per la crescita dei microbi) sono stati utilizzati per determinare la composizione ottimale del rivestimento del serbatoio del modulo di prevenzione, per evitare l’accumulo di microbi. «Bisogna pensare a BIOWYSE come a un dispositivo di raffreddamento dell’acqua avanzato e intelligente. Mentre il monitoraggio di microrganismi indipendente dalla coltura (nel senso che si sa che qualcosa è presente ma non cosa) non è il solito approccio spaziale, il suo evitare test complicati per identificare ogni agente patogeno, abbinato a una disinfezione quasi istantanea a base di UV, lo rende altamente efficace», afferma il coordinatore del progetto, Emmanouil Detsis. L’insieme compatto di BIOWYSE è stato progettato per essere installato direttamente nell’apposito «cassetto» a bordo dell’ISS.
Ulteriore scorrimento
BIOWYSE ha già ottenuto un brevetto per il campionamento efficiente delle superfici delle stazioni spaziali umide, condiviso tra i membri del consorzio Thales Alenia Space Italia e una PMI francese, GL Biocontrol, specializzata nel monitoraggio idrico ma senza precedenti esperienze nello spazio. Inoltre, il partner che ha concepito il sistema di disinfezione UV, AquiSense Technologies, è passato dal non avere clienti nel settore spaziale a essere il fornitore di spicco di lampade UV nel settore spaziale, producendo LED UV che superano qualsiasi precedente utilizzo commerciale di LED UV in piccoli reattori ad acqua. BIOWYSE tiene sempre in considerazione le esigenze dei futuri habitat spaziali, poiché le missioni sulla Luna o su Marte dovranno essere altamente indipendenti dalla Terra e potrebbe essere necessario conservare l’acqua in attesa dell’arrivo degli equipaggi. «L’obiettivo principale adesso è la costruzione di un sistema che possa essere trasportato in volo sulla stazione. Pertanto, stiamo cercando opportunità di volo con l’Agenzia spaziale europea e le agenzie nazionali», afferma Detsis.
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