Un inodoro espacial o inodoro de gravedad cero es un inodoro que se puede utilizar en un entorno ingrávido . En ausencia de peso, la recolección y retención de desechos líquidos y sólidos se realiza mediante el uso de flujo de aire. Dado que el aire utilizado para dirigir los residuos se devuelve a la cabina, se filtra previamente para controlar el olor y limpiar las bacterias. En los sistemas más antiguos, las aguas residuales se ventilan al espacio y los sólidos se comprimen y almacenan para su eliminación al aterrizar. Los sistemas más modernos exponen los desechos sólidos a presiones de vacío para matar las bacterias, lo que evita los problemas de olor y mata los patógenos . [1]
Fondo
Los astronautas dicen que a menudo se les pregunta cómo van al baño en el espacio. [2] En el espacio, la ingravidez hace que los fluidos se distribuyan uniformemente alrededor del cuerpo humano. Los riñones detectan el movimiento de los fluidos y una reacción fisiológica hace que los humanos necesiten hacer sus necesidades dentro de las dos horas posteriores a la salida de la Tierra . El inodoro espacial fue, por lo tanto, el primer dispositivo que se activó en los vuelos de los transbordadores, después de que los astronautas se desabrocharan. [3]
Partes basicas
Hay cuatro partes básicas en un inodoro espacial: el tubo de vacío de desechos líquidos, la cámara de vacío, los cajones de almacenamiento de desechos y las bolsas de recolección de desechos sólidos. El tubo de vacío para desechos líquidos es una manguera de goma o plástico de 2 a 3 pies (0,91 m) de largo que se conecta a la cámara de vacío y se conecta a un ventilador que proporciona succión. Al final del tubo hay un recipiente de orina desmontable, que vienen en diferentes versiones para astronautas masculinos y femeninos. El recipiente de orina masculina es un embudo de plástico de dos a tres pulgadas de ancho y unas cuatro pulgadas de profundidad. Un astronauta masculino orina directamente en el embudo desde una distancia de dos o tres pulgadas de distancia. El embudo femenino es ovalado y tiene dos pulgadas por cuatro pulgadas de ancho en el borde. Cerca del borde del embudo hay pequeños orificios o hendiduras que permiten el movimiento del aire para evitar una succión excesiva. La cámara de vacío es un cilindro de aproximadamente 1 pie (0,30 m) de profundidad y seis pulgadas de ancho con clips en el borde donde se pueden colocar las bolsas de recolección de desechos y un ventilador que proporciona succión. La orina se bombea y se almacena en cajones de almacenamiento de desechos. Los desechos sólidos se almacenan en una bolsa desmontable hecha de una tela especial que deja escapar el gas (pero no el líquido ni el sólido), una característica que permite que el ventilador en la parte posterior de la cámara de vacío tire de los desechos hacia la bolsa. Cuando el astronauta termina, gira la bolsa y la coloca en un cajón de almacenamiento de desechos. Las muestras de orina y desechos sólidos se congelan y se llevan a la Tierra para su análisis.
Diseños
Sistema de recolección de desechos del transbordador espacial
El inodoro utilizado en el transbordador espacial se llama Sistema de recolección de desechos (WCS). Además del flujo de aire, también utiliza ventiladores giratorios para distribuir los desechos sólidos para el almacenamiento en vuelo. Los residuos sólidos se distribuyen en un recipiente cilíndrico que luego se expone al vacío para secar los residuos. [ cita requerida ]
La WCS requirió muchas horas de entrenamiento. Para orinar se utilizó una manguera. Para defecar, con un diámetro de 4 pulgadas (100 mm) para el orificio en el asiento, mucho más pequeño que en un inodoro convencional, la parte inferior del usuario debía estar exactamente centrada en el asiento. La NASA construyó un simulador con una cámara de video en el agujero; esos entrenamientos usaban una mira para aprender a posicionar sus cuerpos, mientras que otros astronautas miraban y hacían bromas. [5] [2]
Los desechos líquidos se ventilan al espacio. Durante STS-46 , uno de los ventiladores funcionó mal y el miembro de la tripulación Claude Nicollier tuvo que realizar el mantenimiento en vuelo (IFM). Una falla completa anterior, en el vuelo de prueba STS-3 de ocho días , obligó a su tripulación de dos hombres ( Jack Lousma y Gordon Fullerton ) a usar un dispositivo de contención fecal (FCD) para la eliminación y eliminación de desechos. [ cita requerida ]
Estación Espacial Internacional
Hay dos baños en la Estación Espacial Internacional , ubicados en los módulos Zvezda y Tranquility . [6] Usan un sistema de succión impulsado por ventilador similar al Space Shuttle WCS. Los desechos líquidos se recogen en contenedores de 20 litros (5,3 galones estadounidenses). Los residuos sólidos se recogen en bolsas individuales microperforadas que se almacenan en un contenedor de aluminio. [7] Los contenedores llenos se transfieren a Progress para su eliminación. Un compartimento adicional de desechos e higiene es parte del módulo Tranquility lanzado en 2010. En 2007, la NASA compró un inodoro de fabricación rusa similar al que ya estaba a bordo de la ISS en lugar de desarrollar uno internamente. [8]
El 21 de mayo de 2008, la bomba separadora de gas líquido falló en el inodoro de 7 años en Zvezda, aunque la parte de desechos sólidos aún estaba funcionando. La tripulación intentó reemplazar varias piezas, pero no pudo reparar la pieza defectuosa. Mientras tanto, utilizaron un modo manual para la recolección de orina. [9] La tripulación tenía otras opciones: usar el baño en el módulo de transporte Soyuz (que solo tiene capacidad para unos días de uso) o usar bolsas de recolección de orina según sea necesario. [10] Se envió una bomba de reemplazo desde Rusia en una valija diplomática para que el transbordador espacial Discovery pudiera llevarla a la estación como parte de la misión STS-124 el 2 de junio. [11] [12] [13]
Otros diseños
El baño de la estación espacial soviética / rusa Mir también utilizó un sistema similar al WCS. [14]
Si bien la nave espacial Soyuz tenía un baño a bordo desde su introducción en 1967 (debido al espacio adicional en el módulo orbital), todas las naves espaciales Gemini y Apollo requerían que los astronautas orinaran en un llamado "tubo de alivio" en el que se descargaba el contenido. al espacio (un ejemplo sería la escena del vertido de orina en la película Apolo 13 ), mientras que la materia fecal se recogió en bolsas especialmente diseñadas. [15] Las instalaciones eran tan incómodas que, para evitar su uso, los astronautas consumían menos de la mitad de la comida disponible en sus vuelos . [16] La estación espacial Skylab , utilizada por la NASA entre mayo de 1973 y marzo de 1974, tenía una instalación WCS a bordo que sirvió como prototipo para WCS del Shuttle, pero también contaba con una instalación de ducha a bordo. El inodoro Skylab, que fue diseñado y construido por Fairchild Republic Corp. en Long Island, era principalmente un sistema médico para recolectar y devolver a la Tierra muestras de orina, heces y vómitos para poder estudiar el equilibrio de calcio en los astronautas.
Incluso con las instalaciones, los astronautas y cosmonautas de ambos sistemas de lanzamiento emplean una limpieza intestinal previa al lanzamiento y dietas bajas en residuos para minimizar la necesidad de defecar . [17] El baño Soyuz se ha utilizado en una misión de regreso desde Mir . [14]
NPP Zvezda es un desarrollador ruso de equipos espaciales, que incluye inodoros de gravedad cero. [18]
La NASA está desarrollando un inodoro espacial de próxima generación de $ 23 millones para Orion , así como para la Estación Espacial Internacional, llamado Universal Waste Management System (UWMS) . [19] [20] El UWMS es el primer inodoro espacial diseñado específicamente para mujeres y hombres, lo que facilita el uso de inodoros espaciales para mujeres y su uso para heces y orina al mismo tiempo. Está diseñado para ser completamente automatizado, más silencioso, más liviano, más confiable, más higiénico y más compacto que los sistemas anteriores. [19] [21] Entre sus innovaciones, el UWMS se basa en una técnica de impresión 3D para incorporar metales como Inconel , Elgiloy y titanio que pueden resistir los ácidos utilizados para tratar la orina dentro del inodoro. [21] El UWMS se entregó por primera vez a la ISS en octubre de 2020.
Dispositivo de inodoro en la nave espacial Soyuz.
Aseo del transbordador espacial.
Inodoro espacial ruso utilizado en la estación espacial MIR.
Una maqueta del inodoro que se llevaría a MOL.
Inodoro de gravedad cero en la Estación Espacial Internacional en el Módulo de Servicio Zvezda .
Aseo espacial dentro del Nodo 3, después de la reubicación del laboratorio de EE. UU.
Sistema Universal de Gestión de Residuos ISS.
Ver también
- Prenda de máxima absorción
- Tanque de retención
- Cabeza (moto de agua)
- Desafío de caca espacial
- Inodoro de vacío
Referencias
- ^ "Gigapan: baño de descubrimiento del transbordador espacial" . National Geographic . Sociedad Geográfica Nacional. Archivado desde el original el 5 de septiembre de 2013 . Consultado el 8 de septiembre de 2013 .
- ^ a b El baño de Shuttle requiere capacitación especial ( YouTube ). NASA. 5 de mayo de 2010.
- ^ Walker, Charles D. (17 de marzo de 2005). "Transcripción de Historia Oral 2" (PDF) . Proyecto de Historia Oral del Centro Espacial Johnson de la NASA (Entrevista). Entrevistado por Ross-Nazzal, Jennifer . Consultado el 29 de diciembre de 2011 .
- ^ NASA (15 de noviembre de 2001). "Cambios de configuración y estado de certificación - Ensamblaje de pretratamiento de orina Shuttle" (PDF) . Revisión de preparación de vuelo STS-108 . Archivado desde el original (PDF) el 8 de noviembre de 2004 . Consultado el 28 de diciembre de 2006 .
- ^ Croft, Melvin; Youskauskas, John (2019). Ven a volar con nosotros: Programa de especialistas en cargas útiles de la NASA . Outward Odyssey: una historia popular de vuelos espaciales. Prensa de la Universidad de Nebraska. pag. 15. ISBN 9781496212252.
- ^ Cheryl L. Mansfield (7 de noviembre de 2008). "La estación se prepara para ampliar la tripulación" . NASA . Consultado el 17 de septiembre de 2009 .
- ^ Lu, Ed (8 de septiembre de 2003). "HSF - Estación espacial internacional -" Saludos Earthling " " . Archivado desde el original el 6 de septiembre de 2003 . Consultado el 21 de diciembre de 2006 .
- ^ Fareastgizmos.com (6 de julio de 2007). "19 millones de dólares estadounidenses por un baño de estación espacial" . Consultado el 9 de julio de 2007 .
- ^ "Problemas de inodoro para la estación espacial" . BBC News . 29 de mayo de 2008 . Consultado el 4 de enero de 2010 .
- ^ "La estación espacial lucha con retrete reacio" . NBC News .
- ^ "Astronautas para arreglar el inodoro de la estación espacial" . Archivado desde el original el 19 de septiembre de 2008.
- ^ "ISS - Reparaciones de baño de Zvezda y preparación de lanzadera para la tripulación" . Archivado desde el original el 15 de julio de 2012.
- ^ "Juego de piezas de inodoro de la estación espacial para despegue" . RedOrbit . 29 de mayo de 2008.
- ^ a b Shuttleworth, Mark (9 de febrero de 2002). "Entrenamiento para ir al baño" . Primer africano en el espacio . Consultado el 28 de diciembre de 2006 .
- ^ Sandra Häuplik-Meusburger: Arquitectura para astronautas: un enfoque basado en actividades. Springer, 2011, ISBN 978-3-7091-0666-2 , Higiene Apollo - Reanudar baño, p.134-137
- ^ Bourland, Charles T. (7 de abril de 2006). "Charles T. Bourland" . Proyecto de Historia Oral del Centro Espacial Johnson de la NASA (Entrevista). Entrevistado por Ross-Nazzal, Jennifer . Consultado el 24 de diciembre de 2014 .
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- ^ a b James L. Broyan Jr .; Michael K. Ewert; Patrick W. Fink (4 de agosto de 2014). "Tecnologías de reducción logística para misiones de exploración" (PDF) . NASA. Archivado desde el original (PDF) el 6 de octubre de 2014 . Consultado el 28 de septiembre de 2014 .
- ^ Grush, Loren (1 de octubre de 2020). "La NASA está a punto de lanzar un inodoro de microgravedad mejorado a la Estación Espacial Internacional" . The Verge . Consultado el 3 de octubre de 2020 .
- ^ a b Thomas J. Stapleton; Shelley Baccus; James L. Broyan Jr. (1 de enero de 2013). "Desarrollo de un sistema universal de gestión de residuos" (PDF) . NASA. Archivado desde el original (PDF) el 6 de octubre de 2014 . Consultado el 28 de septiembre de 2014 .