Kosmiczna toaleta - Space toilet

Kosmiczna toaleta.

WC przestrzeń lub zerowa grawitacja toaleta jest toaleta , które mogą być stosowane w nieważkości środowiska. W przypadku braku wagi, zbieranie i retencja odpadów płynnych i stałych odbywa się za pomocą przepływu powietrza. Ponieważ powietrze wykorzystywane do kierowania odpadów wraca do kabiny, jest wcześniej filtrowane, aby kontrolować nieprzyjemny zapach i oczyszczać bakterie. W starszych systemach ścieki są odprowadzane w przestrzeń kosmiczną, a wszelkie ciała stałe są sprężane i przechowywane do usunięcia po wylądowaniu. Bardziej nowoczesne systemy wystawiają odpady stałe na działanie podciśnienia w celu zabicia bakterii, co zapobiega problemom związanym z nieprzyjemnym zapachem i zabija patogeny .

Tło

Astronauci twierdzą, że najczęściej pyta się ich, jak chodzą do łazienki w kosmosie. W kosmosie nieważkość powoduje , że płyny równomiernie rozprowadzają się wokół ludzkiego ciała. Nerki wykrywają ruch płynu, a reakcja fizjologiczna powoduje, że ludzie muszą załatwić się w ciągu dwóch godzin od odlotu z Ziemi . Kosmiczna toaleta była więc pierwszym urządzeniem uruchamianym podczas lotów wahadłowców po tym, jak astronauci odpięli pasy.

Podstawowe części

Schemat elementów promu kosmicznego WCS

W toalecie kosmicznej występują cztery podstawowe części: rura próżniowa na odpady płynne, komora próżniowa, szuflady do przechowywania odpadów oraz worki na odpady stałe. Rura próżniowa na odpady płynne to gumowy lub plastikowy wąż o długości od 2 do 3 stóp (0,91 m), który jest przymocowany do komory próżniowej i podłączony do wentylatora, który zapewnia ssanie. Na końcu rurki znajduje się odłączany pojemnik na mocz, który występuje w różnych wersjach dla astronautów płci męskiej i żeńskiej. Męski pojemnik na mocz to plastikowy lejek o szerokości od dwóch do trzech cali i głębokości około czterech cali. Astronauta płci męskiej oddaje mocz bezpośrednio do lejka z odległości dwóch lub trzech cali. Lejek żeński jest owalny i ma szerokość dwóch cali na cztery cale na obrzeżu. W pobliżu obrzeża lejka znajdują się małe otwory lub szczeliny, które umożliwiają ruch powietrza, aby zapobiec nadmiernemu zasysaniu. Komora próżniowa to cylinder o głębokości około 1 stopy (0,30 m) i szerokości sześciu cali z klipsami na obręczy, do których można przymocować worki na odpady oraz wentylatorem zapewniającym ssanie. Mocz jest pompowany i przechowywany w szufladach na odpady. Odpady stałe są przechowywane w odłączanym worku wykonanym ze specjalnej tkaniny, która umożliwia ucieczkę gazu (ale nie cieczy lub ciała stałego), co pozwala wentylatorowi z tyłu komory próżniowej wciągać odpady do worka. Gdy astronauta skończy, przekręca worek i umieszcza go w szufladzie na odpady. Próbki moczu i odpadów stałych są zamrażane i zabierane na Ziemię do testów.

Projekty

System zbierania odpadów z promu kosmicznego

Toaleta używana na promie kosmicznym nazywana jest systemem zbierania odpadów (WCS). Oprócz przepływu powietrza wykorzystuje również obrotowe wentylatory do rozprowadzania odpadów stałych do przechowywania w locie. Odpady stałe są rozprowadzane w cylindrycznym pojemniku, który jest następnie poddawany działaniu próżni w celu wysuszenia odpadów.

WCS wymagało wielu godzin szkolenia. Do oddawania moczu używano węża. W przypadku wypróżniania, z otworem w siedzeniu o średnicy 4 cali (100 mm) — znacznie mniejszym niż w konwencjonalnej toalecie — dno użytkownika musiało być dokładnie wyśrodkowane na siedzeniu. NASA zbudowała symulator z kamerą wideo w otworze; podczas tych szkoleń używano celownika, aby nauczyć się ustawiać swoje ciała, podczas gdy inni astronauci obserwowali i żartowali.​

Odpady płynne są odprowadzane w przestrzeń kosmiczną. Podczas STS-46 jeden z wentylatorów uległ awarii, a członek załogi Claude Nicollier był zobowiązany do wykonania konserwacji podczas lotu (IFM). Wcześniejsza, całkowita awaria podczas ośmiodniowego lotu testowego STS-3 , zmusiła jego dwuosobową załogę ( Jack Lousma i Gordon Fullerton ) do użycia urządzenia do ograniczania fekaliów (FCD) do usuwania i usuwania odpadów.

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna

Inżynierowie lotu Ekspedycji 65, Mark Vande Hei (od lewej) i Shane Kimbrough, wspólnie wykonują prace związane z hydrauliką orbitalną, instalując nową toaletę w module Tranquility na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej znajdują się dwie toalety , zlokalizowane w modułach Zvezda i Tranquility . Używają systemu ssącego napędzanego wentylatorem, podobnego do wahadłowca kosmicznego WCS. Odpady płynne są gromadzone w 20-litrowych pojemnikach (5,3 US gal). Odpady stałe są gromadzone w pojedynczych mikroperforowanych workach, które są przechowywane w aluminiowym pojemniku. Pełne pojemniki przekazywane są do firmy Progress do utylizacji. Dodatkowy przedział na odpady i higienę jest częścią modułu Tranquility uruchomionego w 2010 roku. W 2007 roku NASA zakupiła rosyjską toaletę podobną do tej, która jest już na pokładzie ISS, zamiast rozwijać ją wewnętrznie.

21 maja 2008 r. w siedmioletniej toalecie w Zvezdzie uszkodziła się pompa separatora gaz-ciecz, chociaż część odpadów stałych nadal działała. Załoga próbowała wymienić różne części, ale nie była w stanie naprawić uszkodzonej części. W międzyczasie używali trybu ręcznego do zbierania moczu. Załoga miała inne możliwości: skorzystać z toalety na module transportowym Sojuz (który ma pojemność tylko na kilka dni użytkowania) lub w razie potrzeby użyć worków na mocz. Zastępcza pompa została wysłana z Rosji w dyplomatycznej torbie , aby prom kosmiczny Discovery mógł zabrać ją na stację w ramach misji STS-124 2 czerwca.

Inne projekty

Radzieckie / rosyjskie Space Station Mir toaleta jest wykorzystywany także system podobny do WCS.

Podczas gdy statek kosmiczny Sojuz miał na pokładzie toaletę od czasu jego wprowadzenia w 1967 r. (ze względu na dodatkową przestrzeń w module orbitalnym), wszystkie statki kosmiczne Gemini i Apollo wymagały od astronautów oddawania moczu do tak zwanej „probówki”, do której zrzucano zawartość w kosmos (przykładem może być scena wysypywania moczu w filmie Apollo 13 ), a kał zbierano w specjalnie zaprojektowanych workach. Obiekty były tak niewygodne, że aby uniknąć ich używania, astronauci podczas swoich lotów zjedli mniej niż połowę dostępnej żywności . Skylab stacji kosmicznej, wykorzystywane przez NASA w okresie od maja 1973 do marca 1974 roku, miał na pokładzie WCS siłownia który służył jako prototyp na transfer za WKS, ale także funkcjonalny onboard siłownia prysznic. Toaleta Skylab, zaprojektowana i zbudowana przez Fairchild Republic Corp. na Long Island, była przede wszystkim systemem medycznym do zbierania i zwracania na Ziemię próbek moczu, kału i wymiocin, aby można było badać równowagę wapnia u astronautów.

Nawet przy takim sprzęcie astronauci i kosmonauci dla obu systemów startowych stosują przedstartowe oczyszczanie jelit i diety o niskiej zawartości pozostałości, aby zminimalizować potrzebę defekacji . Toaleta Sojuz była używana podczas misji powrotnej z Miru .

NPP Zvezda to rosyjski producent sprzętu kosmicznego, w tym toalety o zerowej grawitacji.

Kosmiczna toaleta nowej generacji o wartości 23 milionów dolarów, zwana Universal Waste Management System (UWMS), jest opracowywana przez NASA dla Orion oraz Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. UWMS jest pierwszą toaletą kosmiczną zaprojektowaną specjalnie dla kobiet i mężczyzn, ułatwiającą korzystanie z toalet kosmicznych dla kobiet i jednoczesne wykorzystanie stolca i moczu. Został zaprojektowany jako w pełni zautomatyzowany, cichszy, lżejszy, bardziej niezawodny, bardziej higieniczny i bardziej kompaktowy niż poprzednie systemy. Wśród swoich innowacji UWMS opiera się na technice drukowania 3D, aby włączyć metale, w tym Inconel , Elgiloy i tytan, które są odporne na kwasy stosowane do oczyszczania moczu w toalecie. UWMS został po raz pierwszy dostarczony do ISS w październiku 2020 r.

  • Urządzenie toaletowe na statku kosmicznym Sojuz.

  • Toaleta promu kosmicznego.

  • Rosyjska toaleta kosmiczna używana w stacji kosmicznej MIR.

  • Makieta toalety, która miałaby być przewożona przez MOL.

  • Kosmiczna toaleta wewnątrz węzła 3, po przeniesieniu z laboratorium w USA.

  • ISS Uniwersalny System Zarządzania Odpadami.

Zobacz też

Bibliografia