Durchschnittsalter 33! Sie verbrachten 10 Jahre damit, einen Super-"Reiniger" für Chinas Raumstation zu bauen

Darstellung des Wasserrecyclingsystems der Raumstation.

Funktionsdiagramm des Umweltkontroll- und lebensrettenden Urinbehandlungssubsystems der Raumstation. Bild bereitgestellt vom Institut 206 der Zweiten Akademie der China Aerospace Science and Industry Corporation

Woher kommt das Wasser, das Astronauten im Weltraum trinken? Ähnliche Fragen stellen sich bei fast jeder Weltraummission. Im Klassenzimmer der ersten Weltraumvorlesung auf Chinas Raumstation, die vor kurzem stattfand, sprachen einige Schüler die Frage an, wie das Problem des Trinkwassers und Sauerstoffs gelöst werden könne.

Ye Guangfu, ein Astronaut von Shenzhou 13, gab bekannt, dass die im Weltraum verwendeten Lebensmittel bereits in der Anfangsphase per „Space Express“ zur chinesischen Raumstation geschickt worden seien und das Brauchwasser aus recyceltem Wasser stamme. Zur Wiederverwertung ist die Raumstation mit einem Wasserregenerationssystem ausgestattet.

Dahinter steckt untrennbar die Garantie des Super-„Reinigers“ der chinesischen Raumstation – dem Subsystem zur Umweltkontrolle und Lebenserhaltung bei der Urinaufbereitung. Das System kann 5 Liter destilliertes Wasser aus 6 Litern Urin extrahieren, mit einer maximalen Wasserproduktionsrate von 2,5 Litern pro Stunde. Das destillierte Wasser wird durch das Wasseraufbereitungssubsystem gereinigt und anschließend recycelt, um den Reinigungs- und Sauerstoffproduktionsbedarf der Astronauten zu decken, die lange Zeit in der Raumstation arbeiten.

Das Durchschnittsalter des Systementwicklungsteams beträgt 33 Jahre. Es war dieses junge Team vom 206. Institut der China Aerospace Science and Industry Corporation II, das zehn Jahre brauchte, um seine Träume Wirklichkeit werden zu lassen und erfolgreich Reinigungsgeräte für die Sterne zu entwickeln, die es chinesischen Astronauten ermöglichen, lange Zeit im Weltraum zu bleiben.

Pionier

Am 29. April 2021 schoss die Trägerrakete Langer Marsch 5B Yao-2 mit dem Tianhe-Kernmodul der Raumstation in den Himmel und zeichnete einen hellen Bogen über den Himmel. Während unzählige Menschen „Chinas Macht“ bejubelten, waren die Mitglieder des Umweltkontroll- und Lebenserhaltungsteams der Raumstation des 206. Instituts der Zweiten Akademie weiterhin besorgt.

Bis zum 24. Juni kamen Erfolgsmeldungen von über den Sternen. Das von ihnen entwickelte Subsystem zur Umweltkontrolle und lebensrettenden Urinaufbereitung ermöglichte die erfolgreiche erste Urinrückgewinnung und ermöglichte so das Recycling von Wasserressourcen im Orbit der chinesischen Raumstation. Die Indikatoren des hergestellten destillierten Wassers entsprachen den Verwendungsanforderungen.

Einige Experten sagten, wenn Astronauten längere Zeit in der Raumstation bleiben sollen, müsse das Problem der „Quelle des Lebens“ – Wasser – gelöst werden. Andernfalls ist der Bau eines eigenen Weltraumlabors für China nicht möglich.

Im Jahr 2012 waren in China noch über zehn Schlüsseltechnologien für die Raumstation unentdeckt, darunter das Problem der Urinbehandlung im Umweltkontroll- und Lebenserhaltungssystem. In diesem Jahr begann auch das 206. Institut der Zweiten Akademie, sich im Weltraumbereich zu engagieren, gewann die Ausschreibung für die Systementwicklungsmission und startete seinen eigenen „Langen Marsch“.

Bai Pengying, stellvertretender Direktor des 206. Instituts, sagte, dass damals alles von vorne begonnen werden musste. Angesichts der langen Lebensdauer und hohen Zuverlässigkeit von Weltraumprodukten sowie der mechanischen, elektrischen, gas-, flüssigkeits- und wärmetechnischen Herausforderungen begann das Forschungs- und Entwicklungsteam einen 10 Jahre dauernden technischen Durchbruch.

„Die Technologie zur Urinverarbeitung in Raumstationen ist eine international anerkannte technische Herausforderung und eine der Schlüsseltechnologien für den Bau der Raumstation meines Landes. Aufgrund der technologischen Blockade ist es im Grunde unmöglich, technische Informationen als Referenz zu finden“, sagte Li Jiandong, stellvertretender Chefingenieur des Wissenschafts- und Technologieausschusses des 206. Instituts.

Als technischer Leiter des Subsystems zur Umweltkontrolle und lebensrettenden Urinverarbeitung leitete er sein Team bei der Entwicklung technischer Lösungen, die für Umgebungen mit Mikrogravitation geeignet sind.

„Damals haben wir sieben oder acht Prototypensätze hergestellt. Vom Prototypen bis zum technischen Produkt haben wir Hunderte von Testrunden durchgeführt und schließlich das Dichtungsproblem gelöst“, sagte Li Jiandong.

Nach zehn Jahren harter Arbeit gelang dem Team unter Li Jiandong ein Durchbruch von „0 auf 1“ und er wurde Zeuge der schwierigen Umwandlung des Subsystems für die Umweltkontrolle und biologische Sicherheit bei der Urinbehandlung vom Prototypen in ein formelles Produkt.

Jugend

Liang Yingbin, ein junger Mann, der in den 1980er Jahren geboren wurde und 2015 zum Team kam, ist mittlerweile zum Rückgrat des Teams herangewachsen. Er löste schwierige Probleme wie die Endmontage und Integration des Systems, den Verschleiß und die Korrosion rotierender Teile sowie eine hochzuverlässige Trennung und verbesserte so die Lebensdauer des Produkts erheblich.

Im Juni 2020 wurde auf einem bestimmten Testgelände die geschlossene Verwaltung eingeführt. Zhang Yuxiang, ein junger Designer, der dort Dienst hatte, blieb vor Ort. Nach mehr als 10 Stunden Tests täglich schlief er auf einem Feldbett. Das am häufigsten gegessene Essen waren Instantnudeln, aber er beschwerte sich nie.

Der junge Designer Han Yuming erzählte Reportern, dass er und mehrere Kollegen, darunter Wang Tianbao, während der über 50 Tage dauernden Vorsimulationstests an einem bestimmten Testgelände in Schichten Dienst hatten und den Betrieb des Urinaufbereitungs-Subsystems im Überwachungsraum beobachteten. Tatsächlich sind während jeder Schicht von mehr als zehn Stunden häufig keine Auffälligkeiten in den Daten auf dem Computerbildschirm zu sehen. Stattdessen sind sie nach Schichtende beschäftigt, da sie in dieser Zeit die Daten zusammenfassen und analysieren müssen.

Mehr als 50 Tage später, als sie das Arbeitsgebäude verließen, schien ihnen die Nachmittagssonne ins Gesicht und Han Yuming hatte plötzlich das Gefühl: „Wir scheinen etwas besonders Großartiges geschafft zu haben.“

Das Urinaufbereitungs-Subsystem erfordert eine große Menge an Verbrauchsmaterialien, daher führte das Team Tests im bodennahen Maßstab durch. Li Xiaodan, das einzige weibliche Mitglied, das 2018 zum Team stieß, verbrachte 13 Monate damit, zusammen mit mehreren Kollegen, darunter Kan Chunlei und Zhan Deli, mehr als 30.000 Liter Probenwasser zu verarbeiten. Sie mussten mehrmals täglich Wasserproben vorbereiten, Proben entnehmen, testen, analysieren und dokumentieren. Sie entdeckten Muster auf Hunderten von Datenseiten und lieferten damit eine wichtige Grundlage für den Austauschzyklus des Produkts im Orbit.

Anfang 2021, am Vorabend der Startmission, fiel die kritische Phase des umfassenden Experiments des Systems zufällig mit den Frühlingsfestferien zusammen. Derzeit sind die Teammitglieder auf das Hainan Wenchang Launch Center, das Tianjin Large Spacecraft AIT Center und das Beijing Astronaut Training Center usw. verteilt und in drei Missionslinien unterteilt, um die Arbeit gleichzeitig auszuführen. Jeglicher Mangel in irgendeinem Zusammenhang des Produktdesigns, des Prozesses, der Inspektion usw. führt zu einer Verzögerung der Startmission.

Um den kontinuierlichen Ablauf des Experiments zu gewährleisten, verzichteten die Teammitglieder einstimmig auf die Möglichkeit, sich mit ihren Familien wieder zu vereinen und blieben über Silvester auf ihren Posten. Nach vielen Überstunden und Überstunden an vielen Tagen und Nächten konnten die Produktmuster schließlich wie geplant ausgeliefert werden.

Bai Pengying sagte, dass es 10 Jahre später schwierig sei, die Jugendlichkeit und Naivität der Teammitglieder zu finden. Was bleibt, ist die Hartnäckigkeit der chinesischen Astronauten trotz aller Strapazen, der Glaube daran, alle Hindernisse zu überwinden, und der Mut, sich Herausforderungen zu stellen. Nun sticht dieses junge Team erneut in See, auf die Reise ins Sternenmeer.

(Reporter Qiu Chenhui, Zhao Sen)

Quelle: China Youth Daily