НАСА проектира нова тоалетна, която ще бъде тествана тази година на Международната космическа станция и която ще бъде използвана при бъдещи мисии до Луната и Марс.

космическата

Изкривяване, измама, лъжи, шум.

Мануел Руис Рико

Човечеството откри космическото пътуване на 1 април 1961 г., когато Юрий гагарин, Тогава гражданин на СССР, той започна да обикаля около Земята; осем години по-късно, на 21 юли 1969 г., Нийл Армстронг той стана първото човешко същество, стъпило на Луната. Оттогава са изстреляни десетки ракети и космически совалки, пуснат е MIR, а след това Международната космическа станция и с пристигането на новото хилядолетие НАСА подготвя мисии до Луната и Марс. Въпреки това, през тези 59 години от това идване и заминаване на астронавти от Земята в космоса, остава да се коригира кръпка и едва сега, в средата на 2020 г., НАСА се зае сериозно да усъвършенства подходящ модел тоалетна за космоса мисии. След шест години работа вече има прототип: Нарича се UWMS и представлява тоалетна за 23 милиона долара. Новата тоалетна е специално проектирана за жени астронавти и може да рециклира висок процент урина във вода за членовете на екипажа.

Под тези съкращения се крие концепцията за универсална система за управление на отпадъците (на английски: Universal Waste Management System). "Това е компактен дизайн за изследователски мисии и са разработени два модела: един за Международната космическа станция, който ще започне изпитанията тази година, и друг за сондата" Орион ", обяснява той на Публично Мелиса Макинли, Инженер, отговорен за проекта в космическия център на НАСА „Линдън Б. Джонсън“ в Хюстън, Тексас. Сондата Орион е тази, която ще постави мъж и жена на Луната през 2024 г. и тази, която ще бъде използвана като междинно междинно кацане за пътуване до Марс.

Сондата Орион е тази, която ще постави мъж и жена на Луната през 2024 г. и тази, която ще бъде използвана като междинно спиране за пътуване до Марс.

UWMS споделя основните характеристики на типа космическа тоалетна, която в момента се използва на Космическата станция: има фуния за изсмукване на урина, седалка с издатина и подвижен уплътнител за отпадъци, където астронавтите изпускат екскрементите си. За дизайна на това ново поколение тоалетни екипът от инженери на McKinley се е фокусирал върху три области за подобрение: размер и тегло, управление на отпадъците и използване от женския екипаж.

Моделът, разработен за космическата станция, е бял цилиндър, тежащ 50,8 килограма и с размери 58,40 сантиметра висок и 43,20 широк и дълбок. „UWMS е по-компактен от предишните модели, използвани в космическите совалки и настоящата тоалетна, използвана на космическата станция; представлява 40% намаление на масата и 65% обем в сравнение с това, което е инсталиран в възел 3 на станцията".

Една от най-големите разлики на тази нова тоалетна е, че тя е компактна и свободно стояща, докато настоящата тоалетна ISS е монтирана зад преграда и затруднява ремонта. Въпреки малкия размер на UWMS, той е подробен Маккинли, "Той има система за обработка на урина преди рециклиране на течността и хардуер за интеграция, така че да е свързан със системите на станцията. Оборудването ще бъде инсталирано в кабината, така че астронавтите да имат поверителност".

Инженерът на НАСА добавя, че новата космическа тоалетна "включва двоен вентилатор и въртящ се сепаратор, две иновации, които подобряват предишните проекти и позволяват предварително отделяне на отпадъците. Въздушният поток на тоалетната", добавя тя, "ще се използва за контрол на миризмите и за подпомагане на събирането на урина и фекални материали за събиране в системите за баня; предишният дизайн на совалката използва два отделни вентилатора, за да изпълнява тези функции. Част от намаляването на масата и обема на този нов модел се обяснява с факта, че той е оборудван с един двигател и сепаратор за течности, скоростна кутия и два вентилатора, сглобени заедно ".

Отделението, където ще се инсталира UWMS, се намира в възел 3 на станцията и ще бъде до съществуващата тоалетна, така нареченият WHC: съкращението на английски за Hygiene and Hygiene Compartment. Това пространство обаче не беше проектирано да приюти две съседни бани, така че още миналата година астронавтите на космическата станция извадиха ръководството си за космически водопровод и започнаха да работят в района, за да го активират.

Заедно с всички тези подобрения, продължава Маккинли, "UWMS е проектиран да подобри използването му, особено от част от женския екипаж. Седалката на комплекта и фунията за засмукване на урина са произведени с помощта на обратна връзка с астронавтите след много оценки, за да се получи представа за това, което би работило най-добре при микрогравитация. "Всъщност фунията за засмукване на урина вече е тествана в текущата баня на станцията и получи обратна връзка от екипаж, за да подобри своя дизайн ", казва Маккинли. За астронавтите е по-сложно да уринират и да се изхождат едновременно поради разположението на уринарната фуния и как трябва да се разположат, за да се дефекират.

„Този ​​проблем съществуваше, така че за да се подобри опитът на женския екипаж, седалката и фунията за засмукване на урина са проектирани за използване при едновременни операции: формата на фунията е преработена с контурирана и перфорирана повърхност на въздуха, за да позволи по-добър въздушен поток по време на уриниране; формата на седалката беше коригирана, за да се даде по-добра ориентация на фунията спрямо седалката ", казва инженерът на НАСА.

Въпреки технологията от всякакъв вид, разработена за космически мисии, в първите години на тези пътувания НАСА дори не си направи труда да инсталира тоалетна в корабите. Доклад от центъра на американската агенция Линдън Б. Джонсън за мисията Аполо вече признава, че „дефекацията и урината са досадни аспекти на космическите пътувания от началото на пилотираните полети“. Така че по време на мисията Аполо 11 на Луната през юли 1969 г. Армстронг, Олдрин и Колинс трябваше да уринират в един вид презерватив, прикрепен към тръба, който подаваше течността в торбички, които носеха под скафандрите си; а за изпражненията е използвана „изключително елементарна“ система за събиране, според доклада на НАСА: „Найлонова торбичка, която беше залепена с тиксо за задните части за улавяне на изпражненията“. Всъщност, за да сведат до минимум изхождането, тези астронавти са приемали лаксативи преди космическото си пътуване, яли са храни с ниско съдържание на фибри и са приемали лекарства за намаляване на чревната подвижност.

Първата космическа станция на НАСА, Skylab, която работеше между май 1973 г. и 79 юли, отбеляза за първи път, че тоалетна е интегрирана в космически кораб на агенция в Северна Америка, но това не беше нищо повече от дупка в стената, която смучеше урина и изпражнения и го съхранява в торби.

„В дизайна на новата тоалетна на UMWS“, посочва Маккинли, „е налице баланс между това, което е необходимо за удобството на екипажа и техния комфорт, и дизайнерските предизвикателства да бъде уред, който трябва да бъде инсталиран в ограничено пространство на кораб. За космически пътувания, "добавя той," има многобройни изисквания, които ограничават дизайна, масата и обема на тоалетната и които влияят върху мощността на използване, акустиката, топлинните нива, необходимостта от въздушен поток, контрол на миризмите и хигиена и чистота, необходими за комфорта на астронавтите ".

Въпреки че НАСА работи върху рециклирането на урина и изпражнения от астронавти, агенцията все още е далеч от постигането на това, което Мат Деймън направи във филма „Марс“ (2015): превръщането на човешките отпадъци в компост за отглеждане на растения на повърхността на червената планета. „Тоалетната UMWS осигурява химическа обработка само за урина“, обяснява Маккинли. "Тази обработка позволява течността да бъде рециклирана във вода на космическата станция.. Що се отнася до фекалните вещества, "посочва той," те просто се събират в контейнера за изпражнения и се съхраняват за по-нататъшно изхвърляне. Няма химическо третиране на фекалните вещества. ".

В момента системите на космическата станция възстановяват 87% от урината, като я рециклират като вода; останалото е саламура. "Целта е да се рециклира цялата урина и през следващата година в станцията ще бъде изпратен преработвател на саламура с цел увеличаване на възстановяването на водата до 98% от урината", казва Маккинли.

Настоящото химическо третиране на урината затруднява възможното й използване като източник на тор и същото се случва и с изпражненията, "въпреки че има изследвания за възстановяването на химични елементи от урината и фекалните вещества за бъдещи дългосрочни мисии", подробно описва инженер, отговорен за UMWS.

„Да, провеждани са дребни експерименти за растеж на растенията както в системата за растениеводство на космическата станция, така и в съвременната среда за растеж на растенията, но и в двата случая,„ посочва той, „са използвани торове, донесени от Земята“.

Моделът, произведен за космическата станция, ще започне да се тества тази година: той ще пристигне през септември на борда на кораба за доставка Cygnus Northrop Grumman 14. "Ще отнеме няколко седмици, за да бъде готов и тогава астронавтите ще започнат да го тестват. Ще използваме техните коментари, за да затворим окончателния модел “, обяснява Маккинли.

След изпитанията на Международната космическа станция, започвайки през септември, бъдещите дестинации на UWMS ще бъдат космическият кораб Orion и Lunar Gateway Orbital Platform, космическата станция, която ще служи като основа за завръщането на човека на повърхността на Луната и да направи междинна спирка за бъдещи мисии до Марс. Този път да, с баня, отговаряща на технологичното предизвикателство на тези космически пътувания.