Как космонавт ходит в туалет
Как космонавты ходят в туалет?
Одна из тайн космической жизни, которая так сильно интересовала землян раскрыта. И в данной статье мы расскажем о том, как космонавты справляют нужду и как устроен туалет в космической ракете. Конечно покакать или пописать в космосе не так просто, как на земле и для этого космические путешественники даже проходят специальную подготовку. Но сам принцип не сильно отличается от земного.
Как устроен космический туалет?
Космический туалет универсален, им могут пользоваться как мужчины, так и женщины. Кстати женщин космонавток достаточно много. И тут действует равноправие, писать женщина в космосе может стоя. Для какашек и мочи предназначены разные приспособления, но принцип действия в некотором роде схож. Если земляне смывают свои отходы при помощи воды, то тут проточной воды нет и продукты человеческой жизнедеятельности всасываются аппаратом.
Для мочи существует специальный шланг, включается забор воздуха и можно писать. Моча впоследствии утилизируется за борт, хотя современные космические туалеты способны перерабатывать её в питьевую воду.
Российские космические туалеты считаются самыми лучшими и ими пользуются и другие страны. Здесь в отличии от автомобилестроения, мы можем гордиться за свою страну.
Чтобы посрать космонавты используют другое приспособление. Оно очень сильно напоминает обычный унитаз. Сидение у него анатомический формы, а под ним скрывается резервуар, в который нужно испражнятся. В этот резервуар стелется специальный пакетик для какашек, по завершению деяния космонавт завязывает пакет и выбрасывает в специальный отсек. Отходы в последствии отправляются на землю. Так что, если вам довелось когда-нибудь видеть падающий метеорит, то вполне возможно, что это привет от космонавтов, как они выражаются.
Как какают и писают космонавты?
Как говорят космические странники, — «Мы в туалет летаем». Как уже писалось выше, чтобы пописать в космосе предназначен специальный шланг. Космонавт одевает его на свой половой орган, включает вытяжку и приступает к действию.
Для того, чтобы покакать в космосе необходимо соблюдать правила безопасности – пристегнуться. Туалет оборудован специальными удерживающими поручнями. Сначала необходимо поместить в резервуар для какашек специальный мешочек. Для этого конструкция немного разбирается, после установки контейнера для фекалий собирается. Также необходимо сесть так, чтобы анальное отверстие находилось в правильном положении и не насрать случайно мимо. Также включается вытяжка и можно приступать к дефекации.
Что будет если не включить вытяжку в космическом туалете?
Отходы жизнедеятельности необходимо всасывать. Иначе в состоянии невесомости они попросту начнут парить по кораблю. Тогда придется ловить какашки и упаковывать их по пакетам. На такие аварийные случаи туалеты космических ракет оборудованы всем необходимым, в том числе и перчатками. Моча в космосе будет тоже вести себя весьма интересно. Она будет летать в пространстве, а при столкновении с предметами «прилипать» к ним. Вы можете даже держать её в руке.
Как космонавты вытирают попу после того как покакают?
Туалетной бумаги у космонавтов предостаточно, на любой вкус и цвет. Конечно есть свои сложности и особенности в том, чтобы вытереть попу после того как покакаешь. Если при испражнении космонавт сильно запачкался, то необходимо вытереться так, чтобы кал сразу же прилипал в бумаге и не улетел с неё. Иначе одинокий заблудший кусочек какашки будет бороздить просторы космического шаттла, а то и залетит кому-нибудь в рот.
На этом наше увлекательно путешествие в мир космических туалетов заканчивается. Желаем нашим космическим путникам, чтобы у них все было замечательно. Мы вас ждем!
История космического туалета
В один прекрасный день у тебя в доме начинается капитальный ремонт систем водоснабжения и водоотведения. Рабочие снимают старые стояки подачи воды и канализации, и на несколько дней ты становишься чуть-чуть космонавтом — обтирание влажными салфетками вместо душа, ёмкости питьевой, технической и отработанной технической воды, ассенизационная ёмкость с хлоркой от запаха и прочие неудобства. К счастью, более чем полувековая история космических полётов хранит достаточно историй для отвлечения и поднятия настроения. В самом деле, любой ремонт меркнет перед неудобствами, выпавшими на долю, например, Фрэнка Бормана и Джима Лоувелла на «Джемини-VII».
Несовершенство человека
Первые туалетные проблемы появились уже в самом начале космических полётов. 5 мая 1961 года. Астронавт Алан Шепард должен стать первым американцем в космосе. По плану суборбитальный полёт должен продлиться всего пятнадцать минут, поэтому никто из инженеров не стал задумываться о человеческих потребностях. Однако, из-за проблем с погодой и техникой старт задерживался, и в какой-то момент Алан, просидевший в кабине уже больше четырёх часов (а в скафандре больше восьми), сообщил по радио, что ему категорически необходимо сходить по малой нужде. Перед ЦУПом возникла совершенно реальная проблема — попытка помочиться в скафандр могла привести к отказу датчиков телеметрии, проблемам с системой терморегуляции скафандра, в самом худшем (пусть и маловероятном) случае — к короткому замыканию. Альтернативой была бы только отмена полёта — подать башню обслуживания на пару минут, сходить в туалет и вернуться в кабину не было никакой технической возможности. А, учитывая публичность запуска, представьте себе заголовки газет, если бы полёт отменили по такой причине. Решили рискнуть — Шепарду разрешили справить нужду в блестящий гламурный скафандр. Аварии не произошло, и обратный отсчёт продолжили. К чести Алана Шепарда, он отнесся к ситуации с юмором и пошутил, что вот теперь-то он является «мокрой спиной» (жаргонное обозначение нелегальных мексиканских мигрантов, переплывавших Рио-Гранде). Полёт прошёл успешно, но все-таки при просмотре кадров торжественной встречи на авианосце немного забавно знать, что спина-то у Шепарда мокрая…
На второго американского астронавта Гаса Гриссома надели двухслойное трико, чтобы моча содержалась между слоями. Решение было неудачным, и уже к первому орбитальному полёту Джона Гленна был разработан простой мочеприемник (UCD — Urine Collection Device) из презерватива, трубки и емкости для мочи:
К последнему полёту корабля «Меркурий» систему немного изменили. Мочеприёмник на скафандре дополнили стационарной ёмкостью. Астронавт должен был ручным насосом перекачивать мочу из ёмкости на скафандре в стационарную. Шепард, провожавший в полёт Купера, подшутил над ним, положив в кабину вантуз. Шутка оказалась пророческой — насос работал плохо, шланги протекали, в кабине летали шарики мочи. Как минимум, часть коротких замыканий на последних витках полёта устроила протекающая ассенизационная система, серьезно осложнив полёт.
А для большой нужды в кораблях «Меркурий» не было ничего — астронавты за три дня до полёта переходили на специальную диету, сокращающую объем каловых масс. В случае задержки полёта (а такое было регулярно), диета продлевалась.
Советское значит отличное
Корабли «Восток» проектировались для многосуточных полётов, поэтому вопросы космического туалета были решены заранее, и даже Гагарин отправлялся в 108-минутный полёт с полностью комплектным туалетом, которого хватило бы на несколько дней. Конструкция позволяла справлять большую и малую надобности и была сравнительно простой:
1 – приемник; 2 – сборник урины; 3 – воздушный фильтр; 4 – вентилятор;5 – сборник каловых масс; 6 – выход чистого воздуха; 7 – гибкий шланг; 8 – сигнальная лампа.
Вентилятор создавал поток воздуха, который, как пылесос, втягивал отходы и не давал им разлететься по кораблю. Жидкие фракции по трубе попадали в сборник урины, где фиксировались в губчатом материале. Твердые фракции задерживались в сборнике каловых масс в сменном пакете. Затем пакет закрывался и убирался в отсек для отходов. Воздушный фильтр обеспечивал очистку воздуха от неприятного запаха. Большим достоинством туалета была пригодность как для мужчин, так и для женщин, что обеспечивали сменные насадки:
Сверху мужская насадка, снизу женская
Первым космонавтом, сходившим в космосе по-большому, стал Валерий Быковский на «Востоке-5», и это не произошло без курьёза. Доклад Быковского на земле услышали как «был космический стук», очень сильно перепугались и даже собрали рабочую группу для расчётов массы метеорита, с которым мог бы столкнуться Быковский, чтобы услышать стук. Но через виток, на следующем сеансе связи, ситуация разрешилась ко всеобщему облегчению.
Конструкция оказалась настолько удачной, что не претерпела принципиальных изменений уже больше полувека. На современных «Союзах» стоит почти такой же туалет, отличающийся только формой отсека каловых масс:
Здесь можно посмотреть на демонстрацию работы туалета в невесомости («Союз ТМА-14», 2009 год):
Туалеты советских космических станций и МКС работают на том же принципе пылесоса и отличаются только полноценным сиденьем и более сложной системой обработки жидких отходов. Губчатый наполнитель имеет сравнительно небольшой ресурс, поэтому на орбитальных станциях жидкие отходы идут в специальные баки (которые затем загружаются вместе с прочим мусором в грузовой корабль «Прогресс» и сгорают с ним в атмосфере) или в систему регенерации, которая получает из мочи питьевую воду или кислород для дыхания.
На МКС два туалета отечественного производства:
Слева туалет в модуле «Звезда», справа — в модуле Destiny
Видео из фильма «Космическая одиссея, век XXI» (туалет с 4:30):
Туалеты иногда ломаются (как и любая другая техника) и попадают в новости, но на самом деле это весьма надежные и удобные устройства.
Две недели в мусорном баке
В отличие от конструкторов СССР/России, американская конструкторская мысль в ассенизационных вопросах прошла долгую и трудную дорогу и, несмотря на все старания, создавала сложные, неудобные и неприятные устройства. Корабли «Джемини» должны были летать долго, до двух недель, и тут уже эрзацами в виде UCD было не обойтись. Собственно говоря, UCD никуда не делись и использовались на «Джемини», «Аполлонах» и «Спейс Шаттлах» на старте. Астронавты-мужчины проходили процедуру подбора презерватива к UCD (рекомендую почитать Майка Маллейна «Верхом на ракетах», он её очень красочно описывает) и могли выбирать, стартовать с UCD или памперсом (Маллейн советует выбирать UCD, памперс неудобнее). Однако уже на орбите надо было использовать какой-то более долговременный туалет.
UCD времён «Джемини»
Первоначальная конструкция требовала, чтобы астронавт мочился в мочеприемник, одновременно вручную создавая тягу, растягивая гармошку приемного устройства:
Слева мочеприемник, справа гармошка приемного устройства
Идея оказалась никуда не годной. Во-первых, тянуть гармошку самостоятельно было нереально, требовалась помощь второго астронавта. Во-вторых, система часто выбрасывала мочу вместо всасывания — гармошка не вентилятор, одного неосторожного движения было достаточно для создания избыточного давления, а не разрежения.
Начиная с «Джемини-V» систему изменили — мочеприемник сделали плотно прилегающим и надевающимся как презерватив. В шланг добавили обратный клапан, защищающий от выбросов мочи, и заменили приемное устройство на простую мягкую ёмкость:
В таком виде система была более-менее пригодна для использования. Начиная с «Джемини» моча (кроме небольших пакетов для последующего медицинского анализа) не хранилась на борту, а сбрасывалась через специальный клапан с подогревом (жидкость в вакууме мгновенно испаряется и превращается в лёд, без подогрева клапан бы забило). По рассказам астронавтов, одно из самых красивых зрелищ в космосе — сброс мочи на закате. Урина превращалась в лёд и красиво разлеталась ледяным облаком. В принципе, вместо мочи подошла бы любая другая жидкость, но обычную воду, например, за борт не сбрасывали.
С твердыми отходами ситуация была гораздо, гораздо хуже. Для них в NASA придумали специальные пакеты:
В целом идея оказалась по-настоящему жуткой. Клей на горловине вырывал волосы на коже, фекалии вылетали из пакета, чтобы сходить в туалет требовалось порядка 45 минут, и не было никакой возможности не заполнить кабину неприятными запахами.
В программе «Джемини» было два длительных полёта — «Джемини-V» (почти 8 дней) и «Джемини-VII» (две недели). Оба полёта потребовали недюжинной силы воли от астронавтов. Хуже всего пришлось Френку Борману и Джиму Лоувеллу на «Джемини-VII». Уже спустя неделю кабина заполнилась вонью мочи (не всё можно было вытереть) и немытых тел (не было ни сменной одежды, ни возможности помыться). Астронавты терпели как могли — первый раз по-большому сходили только на десятый день. А последние несколько дней стали по-настоящему неприятными. Но в то время это стало большой победой — США обогнали СССР по длительности полётов, и двух недель хватало, чтобы слетать на Луну.
На Луну с мешками для фекалий
Программа «Аполлон» базировалась на ассенизационных наработках «Джемини». Жидкие отходы собирались в такие же надевающиеся приёмники с ёмкостями и сбросом за борт. На каждого астронавта хранился запас в 10 сменных манжет для мочеприемника.
И с большой нуждой было всё так же плохо — мешки для фекалий остались практически неизменными:
Расшифровки переговоров астронавтов регулярно содержат обсуждения «чья это какашка летает по кабине»:
Поскольку программа «Аполлон» была предназначена для высадки на Луну, пришлось добавить системы сбора мочи и кала для скафандров. Мочу собирали в обычный UCD, а для фекалий сделали что-то типа памперса:
Особенностью американской космической программы был детальный анализ отходов — образцы мочи и кала привозили обратно на Землю, и, по слухам, они до сих пор хранятся где-то в холодильниках NASA.
Гигантский скачок вперед «Скайлэба»
Только на станции «Скайлэб» американцы приблизились к советскому уровню туалетного комфорта. В ассенизационной системе наконец-то появился вентилятор. Правда, вместо воронки мочеприемника использовались такие же манжеты, как и на «Аполлоне», но, по крайней мере, вентилятор надежно создавал разрежение для всасывания мочи. Зато в деле сбора твердых отходов появился туалет со сменными мешками:
На уровне колена виден приемник для твердых отходов
И откат назад шаттла
Туалет Спейс Шаттла. На переднем плане гибкий шланг мочеприемника
Видео тренажерной туалета Спейс Шаттла. В фильме участвует Майк Массимино, который «летал» на МКС с Говардом в «Теории Большого взрыва»:
Невысокая надежность туалета шаттла означала, что там всегда ждали своего часа пакеты для фекалий времен «Аполлона». И остается только надеяться, что эти неприятные ассенизационные архаизмы совсем сошли со сцены и не отправятся в космос на «Орионах» и других новых американских кораблях.
Список использованных источников
Предыдущая публикация серии «Обеспечение длительного космического полёта» — там про еду и замкнутые системы жизнеобеспечения.
Небольшое объявление
15 марта в 14:00 в Первой Библиотеке Городских Историй в Москве состоится моя скайп-лекция «Космические байки». Встреча ВК.
Туалетные проблемы МКС: как работает космический санузел
Туалет в российском сегменте Международной космической станции в очередной раз сломался, пожаловались космонавты Центру управления полетами. Ассенизационно-санитарное устройство на МКС регулярно выходит из строя, что неудивительно — система очень сложная и требует бережного обращения. Как работает космический туалет и почему Россия опередила в этой деликатной технологии США?
Туалетная проблема
Сходить в туалет на орбите — непростая задача. Проблема в отсутствии силы тяжести, поэтому разработчикам пришлось попотеть, чтобы придумать конструкцию туалета для космонавтов. Сложность орбитального туалета доказывает тот факт, что США в свое время отказались от попыток создать такое устройство и купили для своего сегмента МКС российский аппарат.
Первым космонавтом, который сходил в космосе «по-большому», стал Валерий Быковский в 1963 году. Продолжительность полета составляла почти 5 суток, поэтому корабль «Восток-5» оборудовали туалетом. Быковский доложил, что у него произошел «космический стул», однако ЦУП расслышал последнее слово, как «стук» и сначала очень сильно перепугался.
Конструкция первого космического туалета оказалась удачной — сначала аппарат перенесли на «Союзы», а затем модернизировали устройство и установили на МКС. Сейчас на Международной космической станции работают два туалета — один установлен в российском модуле «Звезда», другой в американском модуле Tranquility.
Оба космических туалета — российского производства. NASA в свое время отказалось от попыток создать работоспособный аппарат, попросту купив российскую разработку за 19 миллионов долларов в 2007 году. Отличия между двумя туалетами минимальны — к американскому подключена сложная система переработки мочи, у российского аппарата такой нет.
Планируется, что скоро на МКС появятся новые туалеты — к станции запустят российский многоцелевой лабораторный модуль «Наука», оснащенный новым космическим санузлом. Кроме этого, американцы до конца 2020 года планируют испытать первую собственную конструкцию орбитального туалета.
Принцип действия
Космический туалет имеет два раздельных «приемника» для жидких и твердых отходов. Моча собирается в отдельные емкости, а твердые отходы хранятся в специальных мешках, которые упаковываются в алюминиевые контейнеры. Каждый такой контейнер служит примерно десять дней, после чего в туалете устанавливают новый.
Жидкие отходы расщепляются на специальной установке, что позволяет получать очищенную техническую воду и поддерживать замкнутый цикл на орбитальной станции. Твердые отходы в контейнере складируются на грузовых «Прогрессах», после чего их топят в океане вместе с другими отходами.
Вместо воды в космическом туалете используют вакуум, который создают мощные вентиляторы. Чтобы сходить «по-большому», космонавт устанавливает в устройство специальный мешочек, пристегивается специальным креплением к сидению унитаза, затем включает вентилятор и открывает отверстие, куда всасываются все отходы.
С жидкими отходами проще — для них в туалете есть длинный шланг с насадкой. Внутри также установлен вентилятор, при включении воздушный поток уносит жидкость в специальную емкость, впоследствии она перерабатывается. Шлангом могут воспользоваться как мужчины, так и женщины, для этого у него установлены разные насадки.
С момента установки на МКС туалеты регулярно выходили из строя, вызывая неудобства у космонавтов и астронавтов, вынужденных ходить в «чужой» санузел. Согласно данным NASA и «Роскосмоса», поломки туалета чаще всего связаны с отказом вентилятора, попаданием в систему пузырьков воздуха и банальным засорением.
Наверное, всем было интересно, как и куда космонавты ходят туалет.
Космонавт Иванишин сообщил, что туалет на российском сегменте МКС временно вышел из строя
Неисправность смогли устранить оперативно
МОСКВА, 8 октября. /ТАСС/. Космонавты не смогли включить туалет на российском сегменте Международной космической станции, но оперативно смогли устранить неисправность. Об этом сообщил Центру управления полетами (ЦУП) космонавт Анатолий Иванишин, который сейчас находится на МКС.
Космонавты приняли решение починить АСУ. После замены мочеприемника туалет заработал.
Еще один туалет должен появиться на МКС после стыковки многофункционального лабораторного модуля «Наука», запуск которого намечен на 2020 год. Также туалеты есть в бытовом отсеке пилотируемого корабля «Союз МС-16», пристыкованного к МКС.
Сейчас на борту МКС находятся россияне Анатолий Иванишин и Иван Вагнер, а также американец Крис Кэссиди.
Новый космический туалет будет установлен на МКС к концу года
NASA запланировало отправку на МКС нового туалета, пока не принято решение о том, какой грузовой корабль выполнит миссию, которая должна состояться осенью этого года. Систему под названием Universal Waste Management System (UWMS) будет также установлена в кораблях NASA «Орион», которые предназначены для выполнения миссий по лунной программе Artemis. Сбор и хранение отходов человеческой жизнедеятельности является отдельным вопросом, которые должны решить инженеры будущих длительных космических миссий. И система UWMS должна помочь экологической утилизации отходов.
Текущие оценки предполагают, например, что для человеческих миссий на Марс необходимо предусмотреть обращение с 270 кг твердых отходов, которые на 75 процентов состоят из воды. Поэтому вопрос обращения с метаболическими отходами будет одним из острейших. Задача инженеров сделать их микробно неактивными и максимально уменьшить объем, а также предусмотреть возможность использования части отходов. При этом установка должна иметь минимальную массу.
Новый туалет UWMS представляет собой промежуточную систему, которая в будущем может быть доработана в соответствии со всеми экологическими требованиями для долгосрочных миссий не на МКС. UWMS менее массивен и занимает меньше места, при этом он более комфортен, чем нынешние туалеты на МКС, а также сможет выдерживать большую нагрузку, что актуально в свете предстоящего увеличения числа астронавтов.
Самая важная система МКС
Устройство туалета на МКС и его использование космонавтами.
Хьюстон, у нас проблемы.
Туалет на корабле Союз-МС.
АСУ предназначена для сбора, изоляции и хранения отходов жизнедеятельности членов экипажа космического корабля.
В бытовом отсеке (БО) смонтировано основное средство сбора, изоляции и хранения отходов жизнедеятельности членов экипажа (см. фото ниже), состоящее из:
a. (за тканевой панелью в нише АСУ)
• приемника твердых и жидких отходов;
• пульта управления ПУ АСУ;
• гибких шлангов с быстроразъемными байонетными соединениями;
b. (за жесткой панелью «АСУ» под лючком)
• приемника с отжимом.
Кроме того, в БО имеются расходные элементы: вкладыши и сменные кольца, уложенные в мягкий контейнер в нише АСУ.
Технические характеристики АСУ следующие:
— ресурс АСУ по сбору урины – 15 чел/сут (12 чел/сут – в БО, 3 чел/сут – в СА);
— полезная емкость сборника урины – не менее 10,8 л;
— расход воздуха через установку, создаваемый вентилятором – 250 ± 30 л/мин;
— суточное расчетное выделение урины одним членом экипажа – 1,2 л;
— ресурс фильтра – 30 чел/сут;
— емкость М-приемника – 1,2 л;
— непрерывное время работы вентилятора – не более 15 мин (необходимо экономное расходование ресурса фильтра).
В спускаемом аппарате для сбора и изоляции урины имеются (см. фото ниже):
• М-приемник. Это емкость из прорезиненной ткани объемом 1,2 л. В горловине емкости установлен лепестковый обратный клапан. На горловине предусмотрено устройство крепления воронки и крышки. М-приемник в укладке хранится закрытый крышкой. Если в составе экипажа корабля женщина, то для нее в укладках имеются разовые сборники урины. В сборнике пористым материалом (поливинилформалем) удерживается 400 мл урины.
• наконечник (воронка с конусом). Конус предназначен для подготовки сменного кольца к использованию. Воронка – для приема урины;
• сменные кольца, предназначенные для герметизации пространства между воронкой и телом при использовании М-приемника в СА и приемника с отжимом в БО.
на фото ниже приемник твердых и жидких отходов.
1 – микровыключатель (под рукояткой крана); 2 – рукоятка крана; 3 – фиксатор;
4 – герметичный шарнир
Приемник твердых и жидких отходов состоит из следующего:
— чашки с устройством фиксации вкладыша;
— воронки для приема жидких отходов (сменной);
— крана с тремя положениями: «ЗАКРЫТО», «ОТКРЫТО» и «2» ;
— микровыключателя для автоматического запуска вентилятора по открытию крана (в закрытом положении крана его рукоятка нажимает на кнопку микровыключателя и электрическая цепь питания вентилятора разомкнута);
— гибкого армированного шланга с прибортованным к нему электрожгутом.
Чашка приемника металлическая с двойным дном. Внутреннее дно решетчатое для обеспечения протока воздуха.
Чашка имеет герметичный шарнир и фиксатор. Чашку можно установить в одно из двух положений: нерабочее (откинутое) и рабочее.
В нерабочем положении чашки после открытия крана на приемнике весь поток воздуха, создаваемый запустившимся вентилятором, проходит через воронку.
В рабочем (зафиксированном) положении чашки воздух просасывается и через воронку, и через чашку. Но, если в этом состоянии приемника кран установить в положение «2», то весь поток воздуха будет проходить только через чашку.
Воронка для приема жидких отходов имеет круглую форму. Чашка и воронка приемника на время хранения закрываются прорезиненными тканевыми защитными чехлами. Если в составе экипажа женщина, то устанавливают воронку специальной формы.
Сборник жидких отходов
Сборник жидких отходов (урины) – металлическая емкость, заполненная высокоактивным поглотителем урины (поливинилформаль) в виде небольших белых пористых кубиков (объем кубиков 0,5-1 см3).
1 – сборник жидких отходов (урины);
2 – шланги приемника твердых и жидких отходов;
3 – приемник твердых и жидких отходов.
К корпусу сборника подстыковываются шланги приемника твердых и жидких отходов (ВХОД) и шланг соедиинения сборника с фильтром (к ВЫХОДу).
Если к сборнику шланги не подстыкованы, то на его «ВХОД» и «ВЫХОД» должны быть установлены герметизирующие заглушки, привязанные к сборнику.
На шланги также должны быть установлены заглушки, привязанные к ним.
При размещении и креплении сборника предусмотрена возможность замены его экипажем на новый при полете ТПК в составе МКС.
Фильтр удаляет запахи из воздуха, прошедшего через сборник, поглощает сероводород и аммиак.
Фильтр воздушный представляет собой цилиндрический корпус, закрытый крышкой, в котором установлен дезодорирующий поглотитель на основе активированного медным купоросом угля ФАК-2 (фильтр адсорбционный купоросный).
Фильтр воздушный имеет следующие основные характеристики поглощения в граммах вещества: по аммиаку – не менее 12 г, по сероводороду – не менее 6 г.
Вентилятор создает транспортирующий поток воздуха через установку АСУ. Вентилятор центробежного типа.
Привод вентилятора – электрический двигатель, запитывающийся через пульт управления АСУ с БРУБ тумблером «АСУ».
На пульте управления АСУ (ПУ АСУ) имеется переключатель с положениями: «АВТОМ.», «ВЫКЛ.», «РУЧН.» и индикатор работы вентилятора «АСУ включен».
Штатное, рабочее положение переключателя – «АВТОМ.».
Вентилятор будет автоматически включаться в работу при открытии крана на приемнике твердых и жидких отходов, а отключаться – по закрытии этого крана.
Положение «РУЧН.» используется экипажем при отказе микровыключателя на приемнике твердых и жидких отходов.
В этом случае переключатель на пульте постоянно находится в положении «ВЫКЛ.» и переводится экипажем в положение «РУЧН.» только на время пользования установкой. Вентилятор тогда включается и работает вне зависимости от положения крана на приемнике. Когда вентилятор работает, на пульте светится индикатор «АСУ включен».
Приемник с отжимом
Приемник с отжимом обеспечивает сбор урины при отказе вентилятора.
Этот приемник – мужской.
Он состоит из корпуса (7), воронки (5) с конусом (4), крана (6), прокачивающей «груши» (1),
двух обратных клапанов и прозрачного шланга (2).
Приемник с отжимом (до шланга) хранится в специальном чехле в нише АСУ над сборником. Шланг этого приемника соединен со шлангом приемника твердых и жидких отходов посредством вмонтированного в него тройника.
Конус воронки предназначен для подготовки к применению сменного кольца (закатки эластичной шторки кольца) перед использованием приемника с отжимом.
Воронка имеет виток резьбы для установки и фиксации подготовленного сменного кольца, которое эластичной шторкой, расправленной на тело, обеспечивает герметизацию места контакта приемника с телом.
«Груша» (ручной насос) – резиновая упругая емкость, обеспечивающая прием урины во время пользования, а затем перекачку ее в сборник.
Кран имеет два положения: «ЗАКР» с фиксацией и «ОТКР».
Для открытия крана необходимо нажать на рукоятку (утопить в корпус), а затем повернуть ее по стрелке на корпусе.
Обратные клапаны обеспечивают движение жидкостно-воздушной смеси в одном направлении при работе с «грушей»:
— на входе (после крана) клапан предотвращает обратный выброс урины через воронку при обжатии резиновой емкости;
— на выходе (после «груши») клапан предотвращает обратное засасывание жидкостно-воздушной смеси из прозрачного шланга при расправлении емкости.
Готовый вкладыш, вставленный в чашку приемника, обеспечивает сбор твердых отходов и их первичную герметизацию своими резиновыми шторками.
Вкладыш (4) выполнен в виде небольшого мягкого контейнера с двойными стенками и жестким овальным входом – рамкой (3). На рамку крепятся шторки герметизации (1), оранжевая тесемка (2) и имеются элементы фиксации вкладыша в чашке приемника.
Между стенками вкладыша имеется зазор, обеспечивающий проток воздуха через сетчатое дно внешней стенки и сетчатую внутреннюю стенку.
Перед использованием вкладыша (5) его шторки должны быть закатаны 6 совместно с лямками тесемки и зафиксированы бортиками рамки (3).
Каждый вкладыш комплектуется картонной крышкой (8), гигиенической салфеткой (7) и тремя гермопакетами (9).
После использования по назначению вкладыш с закрытыми шторками вкладывается последовательно в три гермопакета, каждый из которых герметизируется с помощью жгутика (10), а затем помещается в контейнер «ОТХОДЫ».
Пакеты для герметизации вкладыша изготовлены из прорезиненной ткани и имеют резиновый жгутик.
М-приемник – резиновая емкость с полезным объемом 1,2 л в специальном чехле из прорезиненной ткани.
В горловине емкости установлен штуцер со встроенным лепестковым обратным клапаном, который предотвращает выброс урины из М-приемника. Штуцер закрыт крышкой.
При использовании М-приемника вместо крышки на штуцер устанавливается воронка наконечника.
Чехол является силовой, защитной частью М-приемника. На наружной поверхности чехла имеется кармашек с шестью марлевыми гигиеническими салфетками.
В комплекте с М-приемником находится также полиэтиленовая упаковка, в ячейках которой уложены шесть сменных колец с марлевыми гигиеническими салфетками.
М-приемник и полиэтиленовая упаковка со сменными кольцами уложены в пакет из прорезиненного капрона с надписью «М-ПРИЕМНИК».
Наконечник состоит из конуса (верхняя часть) и воронки. Конус предназначен для подготовки (закатки) сменного кольца к использованию. Воронка со сменным кольцом обеспечивают прием урины. Наконечник подстыковывается к штуцеру М-приемника с помощью байонетного соединения.
Если в состав экипажа корабля входит женщина, то для нее укладываются одноразовые сборники урины в фетровых чехлах.
В этих сборниках пористым материалом (поливинилформалем) удерживается 400 мл урины.
Работа и эксплуатация ассенизационно-санитарного устройства.
Основной принцип штатной работы АСУ в невесомости – наличие транспортирующего воздушного потока, проходящего через воронку и чашку приемника, сборник, фильтр и вентилятор.
Транспортирующий поток воздуха создается вентилятором.
Штатно вентилятор запускается в работу автоматически сразу после открытия крана на приемнике твердых и жидких отходов при включенном тумблере на БРУБ «АСУ» и установленном переключателе на ПУ АСУ в положение «АВТОМ.». Вентилятор можно запустить в работу, не открывая кран приемника, установив на ПУ АСУ переключатель в положение «РУЧН.».
При создании всех космических АСУ реализуется принцип раздельного сбора жидких и твердых отходов.
Сбор и изоляция жидких отходов осуществляются с помощью воронки приемника (чашка в нерабочем положении), сборника и вентилятора. Подхватываемая в воронке потоком воздуха урина, уносится по шлангу в сборник, где и накапливается в поливинилформале. Воздух, проходя через фильтр, очищается от аммиака и сероводорода и возвращается в БО вентилятором.
Сбор и изоляция твердых отходов осуществляются с помощью чашки приемника (в рабочем положении), сменных одноразовых вкладышей и вентилятора.
Поток воздуха, проходящий через вкладыш в чашке приемника, удерживает в нем твердые отходы, а запахи и вредные газы поглощаются фильтром воздушным.
Жидкие отходы хранятся в сборнике в течение всего космического полета корабля.
Твердые отходы хранятся в загерметизированных вкладышах в контейнере «ОТХОДЫ» в БО до стыковки со станцией.
Приемник с отжимом используется экипажем для сбора только урины при отказе вентилятора. При этом приемник герметично подсоединяется к телу с помощью эластичной шторки сменного одноразового кольца. Урина за счет естественного напора и разрежения, создаваемого упругой резиновой «грушей», поступает внутрь этой емкости-«груши».
После использования приемника с отжимом, урина перекачивается из емкости-«груши» по прозрачному шлангу в сборник методом многократного обжатия этой «груши»-насоса.
Эксплуатация ассенизационно-санитарного устройства
В БО перед использованием АСУ необходимо выполнить следующие действия:
— включить на БРУБ тумблер «АСУ»;
— переключатель на ПУ АСУ установить в положение «АВТОМ.»;
— снять чехол с воронки при оправлении малых надобностей (далее ОМН) и с чашки при оправлении малых и больших надобностей (далее ОБН);
— чашку при ОМН перевести в нерабочее откинутое положение, а при ОБН оставить в рабочем положении;
— перед ОБН достать из контейнера подготовленный вкладыш (по необходимости, подготовить, закатав его шторки) и зафиксировать его в чашке;
— подготовить салфетки из укладки «СЛГ САЛФЕТКИ ВЛАЖНЫЕ»;
— кран приемника твердых и жидких отходов установить в положение «ОТКРЫТО».
(При этом цепь питания двигателя вентилятора замкнется микровыключателем. Вентилятор, запустившись, создаст поток воздуха, являющийся транспортным средством для урины);
— проконтролировать наличие потока воздуха через воронку.
При ОМН необходимо воспользоваться воронкой, обеспечивая зазор для протока воздуха, а при ОБН воронкой и чашкой со вставленным в нее подготовленным к применению вкладышем. (Во время использования устройства по назначению воздух с уриной проходит от приемника по шлангу в сборник, где урина поглощается. Далее воздух, проходя фильтр, очищается и поступает в атмосферу корабля.)
После ОМН кран приемника закрывается. Воронка протирается салфеткой, после чего на воронку надевается чехол, а салфетка помещается в прорезиненный пакет. Чашка переводится в рабочее положение, и приемник устанавливается на штатное место хранения.
А после ОБН кран приемника устанавливается в положение «2» (весь поток воздуха проходит через чашку). После применения салфетки она помещается во вкладыш. Затем вкладыш прикрывается крышкой и герметизируется сбросом шторок. После этого закрывается кран приемника. Затем вкладыш достается из чашки и герметизируется в трех гермопакетах. Далее салфеткой из укладки протирается воронка и чашка приемника (салфетка помещается в прорезиненный пакет). Затем на освободившуюся чашку и воронку надеваются чехлы. После этого приемник устанавливается на штатное место хранения. Пакеты с вкладышем укладываются в контейнер «ОТХОДЫ».
В случае возникновения нештатных ситуаций при эксплуатации АСУ необходимо выполнить следующие операции:
— если после открытия крана приемника твердых и жидких отходов вентилятор не запускается, то необходимо кран закрыть и до открытия крана для запуска вентилятора на ПУ АСУ переключатель установить в положение «РУЧН.».
После использования АСУ вентилятор отключается переустановкой переключателя на ПУ АСУ в положение «ВЫКЛ».
— если произойдет отказ вентилятора, то совместное использование приемника для ОМН и ОБН недопустимо.
В этом случае для ОМН используется приемник с отжимом. А для ОБН используется чашка с вкладышем (но очень аккуратно).
Для ОМН приемник с отжимом необходимо извлечь через специальный лючок с места хранения и снять с него защитную ткань. Достать из мягкого контейнера укладку сменных колец и взять из полиэтиленовой упаковки одно кольцо. Сменное кольцо подготовить на конусе приемника, закатав его шторку. Снять конус и на воронку установить подготовленное сменное кольцо. Открыть кран приемника, сбросить шторку кольца на тело и обжать «грушу». В момент начала использования отпустить «грушу».
После ОМН следует прокачать «грушей» урину через весь прозрачный шланг в сборник, а затем закрыть кран, снять кольцо, применить салфетку и закрепить конус на воронке. Затем надеть на приемник защитную ткань и убрать его на место хранения. Снятое сменное кольцо и использованные салфетки герметизируются в специальном пакете из укладки сменных колец.
Грязная история NASA: как астронавтам агентства 57 лет приходилось мучиться при походе в туалет
Космонавты, безусловно, являются очень храбрыми, умными и состоявшимися люди, но они все-таки люди, а не сверхлюди. Поэтому, даже находясь в космосе, им, как и любому другому человеку необходимо время от времени ходить «по-маленькому» и «по-большому». Аэрокосмическое агентство NASA начало вести подготовку первых астронавтов в начале 60-х годов. И что интересно, на тот момент в агентстве не сильно беспокоились о том, как астронавты будут опорожнять свои мочевые пузыри и кишечники, находясь в условиях невесомости. Главная задача состояла в отправке человека в космос и, по возможности, возвращении его обратно на Землю. Все остальное отходило на второй план.
Когда в 1961 году Алан Шепард, первый американец, совершивший суборбитальный космический полет, был вынужден опорожнить свой мочевой пузырь прямо в скафандр на стартовой площадке, NASA наконец-то осознало, что отсутствие планирования может представлять очень большую проблему.
Агентству пришлось более тщательно подумать над тем, как астронавты будут ходить в туалет в космосе, однако решение NASA далось очень непросто. После завершения миссий «Аполлон» в 1975 году инженеры агентства признались, что дефекация и мочеиспускание «являются очень назойливыми и проблемными аспектами, сопровождающими каждое космическое путешествие».
Астронавт в отставке Пегги Уитсон, суммарно проведшая в космосе 665 суток и 22 часа, что является абсолютным рекордом по длительности работы в космосе среди женщин, и среди всех астронавтов NASA, недавно призналась, что поход в туалет в космосе был для нее наименее приятной частью работы в условиях микрогравитации.
Как первый астронавт NASA сходил прямо под себя.
Когда 5 мая 1961 года Алан Шепард, первый в истории США человек, отправился в космос, в планы NASA не входила вероятность того, что этому человеку может захотеться в туалет в самый ответственный момент. Планируемая продолжительность полета составляла всего около 15 минут. Однако инженеры агентства не учли того, сколько фактически времени Шепард может провести внутри космического аппарата, ожидая запуск.
Астронавт Алан Шепард рядом с капсулой космического корабля «Меркурий» после приземления
Какое-то время все шло хорошо, но затем Шепард почувствовал, что его мочевой пузырь очень некомфортно переполняется. Команда миссии по отправке первого американца в космос настояла на том, чтобы астронавт оставался на своем месте, поэтому Шепард дал понять ЦУПу, что собирается сходить по-маленькому прямо под себя. И сходил.
После этого случая в NASA стали думать об оснащении астронавтов средствами, позволяющими сходить в туалет в любой момент космической миссии. Первые мочесборники выглядели как огромные сворачивающиеся презервативы и шли в трех разных размерах. Нужно ли говорить, что устройство подразумевалось только для использования мужчинами? Ни о каких женщинах-астронавтах в то время речи не велось.
Выполненный из латекса, мочеприемник соединялся с пластиковой трубкой, клапаном на скафандре со специальным зажимом, а также специальной сумкой-мочесборником. Система была далеко неидеальной и иногда давала течи. Однако эти мочеприемники использовались, например, Джоном Гленном в рамках первого для США орбитального космического полета миссии «Меркурий-Атлас-6». Длительность полета составила 4 часа 55 минут.
Во времена «Джемини», второй программы космических полетов в 60-х годах, в NASA стали думать о том, как позволить астронавтам ходить «по-большому». Следует отметить, что первые устройства, предназначавшиеся для этого, выглядели как обычные мешки, прилепленные к пятой точке астронавтов.
«Поскольку задача была весьма неприятной и требовала от астронавта достаточно много времени на выполнение, чаще всего люди старались употреблять только продукты быстро перевариваемые и ходить в туалет непосредственно перед полетом».
Приспособление, которое использовалось в программе «Аполлон» оказалось не многим лучше и удобнее, поскольку в нем по-прежнему использовалась мешочная система. В итоге хождение в туалет в космосе всегда оказывалось настоящим приключением. По этому поводу в NASA даже вели отчет о том, сколько раз тот или иной астронавт ходил в туалет в рамках очередной миссии «Аполлон».
История с плавающим нечто
В 1969 году во время миссии «Аполлон-10» произошел инцидент, долгое время скрывавшийся в архивах истории, подальше от глаз простого обывателя. Во время полета вокруг Луны три астронавта пожаловались на отвратительный летающий объект внутри космического аппарата. Между ними произошел следующий диалог:
Позже для астронавтов миссий «Аполлон» NASA разработало систему «встроенную систему сбора фекалий», поскольку использовать пакеты в открытом космосе конечно же было нельзя. Данная система выглядела и описывалась как «пара шорт с несколькими слоями абсорбирующего материала». На практике же, в NASA создали космические подгузники, которые по словам агентства «были способны впитать любые экскременты».
Оснащение кораблей первыми туалетами не решило всех проблем
Так наступила эра космических шаттлов, а вместе с ними в космос пришли женщины и, наконец, туалеты! Для того чтобы женщины-астронавты могли справлять маленькую нужду во время запуска и выходов в открытый космос NASA разработало систему Disposable Absorption Containment Trunk, представлявшую все те же шорты с несколькими абсорбирующими слоями.
Такой подгузник мог впитывать до 3,75 чашек урины
Космические шаттлы начали комплектоваться настоящими туалетами Waste Collection System стоимостью 50 000 долларов каждый. Тем не менее использовать в условиях невесомости их было нелегко. Диаметр отверстия унитаза составлял всего 10 сантиметров, что равнялось примерно четверти диаметра отверстия земного аналога. Для того чтобы пользоваться таким туалетом, астронавтов несколько месяцев тренировали на Земле. В некоторых случаях под сидением использовалась установленная камера, которая помогала лучше «прицелится».
Симулятор космического туалета шаттла
Разумеется, никакой туалетной бумаги здесь не предусматривалось. Она могла создать дополнительный источник загрязнения.
Астронавт Майк Массимино как-то рассказал, что для того чтобы удобно уместиться на космическом унитазе он использовал поручни. В итоге все выглядело так, как будто астронавт держался за ручки чоппера (американский мотоцикл с удлиненной рамой). Сегодняшние астронавты и космонавты, работающие на борту Международной космической станции, имеют гораздо больше удобств. В туалетах вместо воды используется вакуум. Твердые отходы собираются в специальные сетчатые пластиковые мешки, которые некоторое время хранятся в алюминиевых 20-литровых контейнерах. Заполненные контейнеры перекладывают в транспортный грузовой корабль «Прогресс» для дальнейшей утилизации. После всасывания жидкие отходы собираются с помощью специального шланга с насадкой, которым могут воспользоваться как мужчины, так и женщины, а затем передаются системе регенерации, восстанавливающей их до состояния питьевой воды, которая используется в техническом контуре станции.
Итальянский астронавт Европейского космического агентства Саманта Кристофоретти демонстрирует мешок для сбора твердых отходов
Бывший астронавт NASA Пегги Уитсон, которая провела в космосе больше любого другого астронавта NASA, в интервью Business Insider рассказала о том, что находится в невесомости, в состоянии парения – здорово, но вот ходить в туалет – та еще морока.
Проблемы на МКС
Современные туалеты на борту МКС очень эффективно справляются со сбором и утилизацией жидких отходов: примерно 80-85 процентов этих отходов перерабатывается до состояния чистой питьевой воды, объясняет бывший астронавт. Однако, по мнению женщины-астронавта, NASA могло бы придумать, как сделать космические туалеты еще более удобными и эффективными.
При выходе в открытый космос современные астронавты используют максимально абсорбирующее белье (Maximum Absorption Garment), представляющее плотно прилегающие подштанники, впитывающие все, что выходит из человека. Ранее это белье для астронавтов NASA производила компания Absorbancies, однако она больше не существует, но у агентства еще сохранились запасы заранее закупленного изделия.
История современного туалета на МКС тоже не без греха. В мае 2008 года важнейшая часть станции вышла из строя. К счастью, работоспособность устройства сохранилась частично – система могла собирать твердые отходы. Чуть позже к МКС пристыковался «Союз», на котором так же имелся туалет (но ограниченной емкости). Для справления малых нужд астронавтам опять пришлось прибегнуть к уже забытым пакетам.
В то время СМИ писали, что поломка туалета стала настоящей катастрофой, поскольку на станции имелся лишь одна такая система. Спустя шесть месяцев на МКС привезли купленный у России за 19 миллионов долларов полноценный санузел, установив его в американском модуле «Спокойствие». Новый туалет доставили с помощью космического шаттла «Индевор» в рамках миссии STS-126. Российская система имеет независимые каналы для сбора твердых и жидких отходов.
Новые технологии расширяют возможности
В прошлом году NASA провело конкурс на разработку портативной системы, которая позволит астронавтам ходить в туалет при долгом нахождении в скафандрах, например, при длительном полете на Марс. Устройство ниже на фотографии получило первый приз в размере 15 000 долларов.
Система подразумевает наличие небольшого соединительного отверстия в районе промежности скафандра, к которому можно будет подключать трубки и пакеты для сбора жидких и твердых отходов. Если верить описанию, система даже позволяет менять астронавту нижнее белье без необходимости снимать скафандр.
Разработчик устройства Тэтчер Кардон вместе со своей женой и детьми днями и ночами работали над созданием рабочего прототипа.
«Я сразу решил, что нужно придумать способ вывода отходов из скафандра».
В NASA говорят, что пока не готовы полноценно использовать придуманную Кардоном портативную систему утилизации отходов в своих нынешних скафандрах, однако в будущем агентство может принять на вооружение «некоторые особенности» устройства при разработке будущих скафандров.
Кардон считает, что аналогичный дизайн клапанов на скафандрах может очень пригодиться в будущем. Например, при необходимости проведения экстренных медицинских операций.
«Подобные клапаны помогут упросить и быстрее подготовить человека, например, к операции на брюшной полости. Если астронавт попадет в ситуацию, где он получит травму, например, при добыче полезных ископаемых на астероидах, такие клапаны могут очень пригодиться».