Το αποχετευτικό σύστημα στο διάστημα, μέρος Β’: διαστημικοί σταθμοί και διαστημικά λεωφορεία

Στα πρώτα χρόνια της κούρσας του διαστήματος η άνεση και η προσωπική υγιεινή των αστροναυτών είχαν χαμηλή προτεραιότητα, δεδομένου του ελάχιστου ελεύθερου χώρου των πρώιμων διαστημοπλοίων. Αυτό άρχισε να αλλάζει όταν σχεδιάστηκαν μεγαλύτερα διαστημόπλοια και διαστημικοί σταθμοί, όπου αστροναύτες θα έπρεπε να ζουν για πολλές εβδομάδες ή μήνες.

Η πρώτη τέτοια περίπτωση ήταν το MOL (Manned Orbiting Laboratory, Επανδρωμένο Τροχιακό Εργαστήριο, Εικόνα 1), ο προοριζόμενος ως πρώτος διαστημικός σταθμός, της Αμερικανικής Αεροπορίας. Θα επανδρωνόταν από ένα διμελές πλήρωμα για 30 ημέρες κάθε φορά, μέσω διαστημοπλοίων Gemini. Επισήμως αναφερόταν σαν τροχιακό εργαστήριο, αλλά στην πραγματικότητα θα λειτουργούσε ως κατασκοπευτικός διαστημικός σταθμός. Και θα είχε τουαλέτα με κάθισμα (Εικόνα 2).

Το αρχικό σχέδιο ήταν το MOL να εκτοξευθεί το 1969 αλλά περικοπές δαπανών και η ανάπτυξη κατασκοπευτικών δορυφόρων που λειτουργούσαν αρκετά καλά από μόνοι τους οδήγησαν στην ακύρωσή του. Οι Σοβιετικοί, όμως, παρακολουθούσαν με προσοχή την ανάπτυξή του, και αποφάσισαν να φτιάξουν τους δικούς τους στρατιωτικούς διαστημικούς σταθμούς, μαζί με κάποιους επιστημονικούς για συγκάλυψη. Αυτό ήταν το πρόγραμμα Salyut/Almaz (όλοι οι διαστημικοί σταθμοί του προγράμματος ονομάζονταν Salyut, αλλά οι κρυφά στρατιωτικοί ήταν στην πραγματικότητα Almaz).

Το πρόγραμμα Salyut διήρκησε 20 χρόνια, από το 1971 έως το 1991, με επτά διαστημικούς σταθμούς (και δύο αποτυχίες) που παρέμεναν για ολοένα και παραπάνω χρόνο στο διάστημα – σχεδόν εννιά χρόνια στην περίπτωση του τελευταίου, του Salyut 7. Τα αρχικά Salyut είχαν πολύ βασικές τουαλέτες – παρόμοιες με αυτές των διαστημοπλοίων Soyuz, αλλά στα δύο τελευταία εγκαταστάθηκαν προηγμένα μοντέλα που ανακύκλωναν τα ούρα για να παράγουν πόσιμο νερό. Αυτό ήταν ένα κρίσιμο συστατικό για την υποστήριξη μακροχρόνιων πληρωμάτων. Το 1982 η τουαλέτα του Salyut 7 χάλασε και οι δύο κοσμοναύτες χρειάστηκε να γίνουν υδραυλικοί, οπότε η πολυπλοκότητα των διάφορων συνδέσεων του μηχανισμού της έγινε πραγματικός πονοκέφαλος για αυτούς μέχρι να καταφέρουν να την επιδιορθώσουν¹.

Στο μεταξύ, μετά το τέλος των αποστολών στη Σελήνη, η NASA χρησιμοποίησε τα διαστημόπλοια και τους πυραύλους που της είχαν περισσέψει για τον δικό της, πολύ μεγαλύτερο από το MOL και τα Salyut, διαστημικό σταθμό, το Skylab². Εκτοξευμένο το 1973, είχε όχι μόνο τουαλέτα (που χρησίμευε κυρίως για τη συλλογή δειγμάτων ούρων και περιττωμάτων των αστροναυτών για μελέτη από επιστήμονες στη Γη) αλλά και την πρώτη, και μέχρι στιγμής μοναδική, διαστημική ντουζιέρα (Εικόνα 4)! Οι τεχνικές ρευμάτων αέρα της τουαλέτας του Skylab, όπου ένας αυτόματος εξαερισμός ρουφούσε οσμές και ούρα/περιττώματα και ο αέρας της τουαλέτας καθαριζόταν με ένα φίλτρο προτού επιστρέψει στην καμπίνα, ενέπνευσαν τις επόμενες Αμερικανικές αλλά και Σοβιετικές διαστημικές τουαλέτες.

Η εμπειρία του Skylab βοήθησε στην ανάπτυξη της τουαλέτας για το διαστημικό λεωφορείο (Εικόνα 5). Αυτό δεν είχε τον άπλετο χώρο του Skylab, αλλά προνοήθηκε η σχεδίαση ενός μικρού δωματίου τουαλέτας, με πόρτα. Αυτή η καινοφανής ιδιωτικότητα κατέστησε ευχερέστερη την αξιοποίηση αστροναυτισσών, που συμμετείχαν στα πληρώματα των περισσότερων αποστολών διαστημικών λεωφορείων. Τα ούρα συλλέγονταν με ένα λάστιχο και αποθέτονταν σε μία δεξαμενή λυμάτων³. Αν αυτή γέμιζε, μέρος των λυμάτων εκτοξευόταν στο διάστημα. Για αφόδευση οι αστροναύτες έπρεπε να στοχεύσουν σε μία σχετικά μικρή τρύπα, οπότε έκαναν πολύωρη εκπαίδευση σε ένα προσομοιωτή τουαλέτας με βιντεοκάμερα πριν από κάθε πτήση. Τα περιττώματα εκτείθονταν στο κενό του διαστήματος για αφυδάτωση και αποστείρωση μέσω του μηχανισμού της τουαλέτας και μετά αποθέτονταν σε μία δεξαμενή στερεών απορριμμάτων για επιστροφή στη Γη. Το σύστημα παρουσίαζε μεγάλες τεχνικές προκλήσεις λόγω του ελάχιστου διαθέσιμου χώρου, αέρα, και ασταθούς διανύσματος βαρύτητας⁴, οπότε σε σχεδόν κάθε μία από τις πρώτες αποστολές οι αστροναύτες είχαν και προτάσεις για διορθώσεις ή βελτιώσεις. Δεν έλειψαν τα μικρά ή μεγάλα προβλήματα, όπως στην πρώτη αποστολή του Discovery, όπου σχηματίστηκε στο εξωτερικό του ένας σταλακτίτης πάγου μήκους 46 εκατοστών από τα υγρά λύματα που διοχετεύονταν στο διάστημα. Το πλήρωμα χρησιμοποίησε τον ρομποτικό βραχίονα για να σπάσει τον πάγο.

Η τουαλέτα του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού αποτελεί εξέλιξη των Αμερικάνικων και Σοβιετικών (μέσω του διαστημικού σταθμού Mir) τεχνολογιών. Τα ούρα ανακυκλώνονται (‘ο καφές του χθες είναι ο καφές του σήμερα’, όπως λένε οι αστροναύτες εκεί) και τα στερεά απορρίμματα αποθηκεύονται. Όποτε έρχεται νέο διαστημόπλοιο ανεφοδιασμού, φορτώνουν όλα τα σκουπίδια τους στο προηγούμενο και το στέλνουν να καεί στην ατμόσφαιρα της Γης.

Στις προετοιμασίες μας για επιστροφή στη Σελήνη με τα διαστημόπλοια Orion, οι προηγμένες τουαλέτες είναι πλέον ένα αναπόσπαστο συστατικό, κρίσιμης σημασίας για τους αστροναύτες που δε θέλουν να επαναλάβουν τα ευτράπελα του Apollo 10.

1. Αυτό ήταν αρκετά σοβαρό πρόβλημα ώστε να λάβει δημοσιότητα. Η σχετικά μυστικοπαθής Σοβιετική αντιμετώπιση των διαστημικών αποστολών της δεν επιτρέπει την επίγνωση ενδεχόμενων μικρότερων υδραυλικών προβλημάτων με τις τουαλέτες των Soyuz και Salyut, αν και γνωρίζουμε ότι οι κοσμοναύτες των Soyuz απέφευγαν όσο μπορούσαν να αφοδεύουν εκεί. ↩︎
2. Η εκτόξευση του Skylab (χωρίς πλήρωμα) ήταν η αποστολή Skylab 1. Οι επόμενες τρεις αποστολές πληρωμάτων σε αυτόν ήταν οι Skylab 2, 3, και 4. ↩︎
3. Σε αντίθεση με τους διαστημικούς σταθμούς Salyut, οι κυψέλες καυσίμου των διαστημικών λεωφορείων παρήγαγαν αρκετό φρέσκο νερό για τη διάρκεια των αποστολών τους (μέχρι μισό μήνα), όπως και στις αποστολές Apollo παλαιότερα, οπότε δε χρειαζόταν ανακύκλωση ούρων. ↩︎
4. Το σύστημα κόστισε πάνω από 10 εκατομμύρια δολάρια και έγιναν σχετικές ερωτήσεις στο Κογκρέσο για το θέμα. Όταν μία δημοσιογράφος ρώτησε έναν μηχανικό της NASA για αυτό, της απάντησε “αν πάρετε τη λεκάνη της τουαλέτας σας και την καρφώσετε ανάποδα στο ταβάνι, αυτή θα ήταν πιο εύκολη κατάσταση από την τουαλέτα του διαστημικού λεωφορείου”. ↩︎