توالت برنامه آرتمیس بیش از یک دهه در حال ساخت بوده است. شرکت زیرساختهای فضایی «کالینز ایرواسپیس» اولین بار در سال ۲۰۱۵ قراردادی را با ناسا برای طراحی و ساخت توالت امضا کرد. درطول این مدت، دانشمندان پروژه بر مشکلات اساسی توالتهای فضایی گذشته غلبه کردند و در عین حال نیازهای آینده را تصور و برآورده کردند؛ به طوری که همان سیستم مورد استفاده توسط فضانوردان آرتمیس ۲، میتواند برای ماموریتهای ماه و مریخ در دهههای آینده نیز تطبیق داده شود.
در محیط تنگ کپسولهای خدمه آپولو، فضانوردان هر زمان که مجبور به دفع مدفوع یا ادرار بودند، کیسهها و لولههای پلاستیکی با لبههای چسبدار را به خود میبستند. چسباندن آن کیسههای کلافهکننده در شرایط بیوزنی به اندازه کافی دشوار بود، اما فضانوردان مجبور بودند به صورت دستی یک بسته ماده میکروبکش را هم با محتویات کیسه مخلوط کنند تا از تجمع باکتریها و گازها در داخل کیسهی بستهشده جلوگیری شود.
سیستم دفع ادرار و مدفوع آپولو به دلیل نشتی بدنام بود
سیستم دفع ادرار و مدفوع آپولو به دلیل نشتی بدنام بود؛ مانند مأموریت آپولو ۱۰ که در آن فضانوردان متوجه «یک تکه مدفوع معلق در هوا» شدند و مأموریت آپولو ۸ که در آن خدمه مجبور شدند به دنبال لکههای استفراغ و مدفوعی بگردند که به داخل کابین نشت کرده بود. در گزارش ناسا که پس از پایان مأموریتهای آپولو منتشر شد، ذکر شده است که دفع پسماند از نظر رضایت خدمه «نمره ضعیف» میگیرد.
کن متینگلی، فضانورد ناسا در مأموریت آپولو ۱۶، پس از توصیف سیستم توالت گفت: «من قبلاً میخواستم اولین انسانی باشم که به مریخ میرود، اما این سیستم مرا متقاعد کرد که اگر قرار باشد با تجهیزات آپولو برویم، هیچ علاقهای به این کار ندارم.»
براساس همین نقدهای تند و کوبنده، دانشمندان ناسا میدانستند که باید سیستمی کارآمدتر بسازند. دیوید مانز، مورخ علم و فناوری در دانشگاه شهری نیویورک میگوید: «به هر حال، توالت ازجمله سیستمهای حیاتی برای ماموریت محسوب میشود؛ درنتیجه اگر خراب شود، کل ماموریت به خطر میافتد.»
اکنون پس از گذشت بیش از نیمقرن، سیستم فراگیر مدیریت پسماند نقطهی اوج مهندسی هوافضا برای حل تمام مشکلات انباشتهشده در استفاده از توالتهای فضایی است. این سازه طراحی سبک و استانداردی دارد؛ بدین معنی که میتواند به راحتی در انواع مختلف فضاپیماها، از جمله ایستگاه فضایی، کپسول اوراین در مأموریتهای آرتمیس و فضاپیماهای احتمالی در آینده که هنوز ساخته نشدهاند، تعبیه شود.
کپی لینک
خرابی توالت در اعماق فضا
جایی که خدمه آرتمیس ۲ با مشکل روبرو شد، لوله تخلیه ادرار بود. این لوله ظاهراً در اواسط ماموریت ۱۰ روزه، احتمالا به دلیل یخزدگی ادرار در داخل آن یا رسوبات ناشی از یک افزودنی شیمیایی در فاضلاب، مسدود شد. علت هنوز دقیقاً مشخص نیست و ناسا در حال تحقیق است. لورن لو، متخصص روابط عمومی در ناسا، در بیانیهای به ساینتیفیک امریکن گفت : «تیمها در هفتههای آینده دادههای حاصل از پرواز آزمایشی آرتمیس ۲ را ارزیابی خواهند کرد.»
مشکل گرفتگی توالت در عین حال که تا حدودی خندهدار به نظر میرسد، پرسشی حیاتی را برمیانگیزد: چرا تخلیه ادرار از یک توالت در فضا اینقدر دشوار است؟ میسون پک، استاد مهندسی هوافضا در دانشگاه کرنل، میگوید یکی از دلایل، فقدان گرانش زمین برای پایین نگهداشتن همه چیز است. او میگوید: «سیالات در شرایط ریزگرانش به شکلهای ناآشنا جریان مییابند و این امر پیشبینی رفتار مایعات را دشوار میکند.»
در زمین، ما عادت کردهایم که قهوه در ته فنجان بماند، باران در گودالها جمع شود و ادرار از راه فاضلاب به پایین حرکت کند. پک میافزاید: «به دلیل وجود گرانش، غافلگیریهای بسیار کمی درباره نحوهی کشیدهشدن آب به سمت سطح زمین وجود دارد.»
اما بدون گرانش زمین، سیالات لزوماً به سمت «پایین» جریان نمییابند. در عوض نیروهای دیگر کنترل وضعیت را به دست میگیرند. کشش سطحی، شکل لولههای فاضلاب، حرکت فضاپیما و موارد دیگر همگی میتوانند بر حرکت مایع در فضا تأثیر بگذارند. درنتیجه، طراحی تجهیزاتی که تمام این ظرافتها را درنظر بگیرد، دشوار است. پابلو دی لئون، استاد مطالعات فضایی در دانشگاه داکوتای شمالی، میگوید واردکردن هوا برای کمک به راندن ادرار در لولهها نیز میتواند حبابهایی ایجاد کند که به لولهها میچسبند و همین امر پتانسیل ایجاد انسداد را افزایش میدهد.
