นักบินอวกาศจะทดสอบหม้อราคาแพงซึ่งได้รับการออกแบบมาดีกว่าสำหรับ “ปฏิบัติการคู่” ก่อนนำไปใช้ในภารกิจห้วงอวกาศในท้ายที่สุด
เพื่อช่วยให้นักบินอวกาศไปอย่างกล้าหาญ NASA เพิ่งส่งห้องสุขาอวกาศที่ออกแบบใหม่ไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ หม้อใหม่เครื่องแรกที่ออกแบบมาในทศวรรษที่ผ่านมาจะถูกนำไปใช้ในภารกิจห้วงอวกาศ แต่สำหรับตอนนี้หน่วยงานต้องการทดสอบใกล้บ้านอีกเล็กน้อย
ห้องน้ำที่เรียกว่าUniversal Waste Management System มาถึงสถานีอวกาศนานาชาติเมื่อวันที่ 5 ตุลาคมโดยเป็นส่วนหนึ่งของการขนส่งสินค้าใหม่ Chris Cassidy นักบินอวกาศของ NASA และเพื่อนร่วมงานชาวรัสเซีย Ivan Wagner และ Anatoly Ivanishin อยู่ในขั้นตอนการแกะหีบห่อของเรือบรรทุกสินค้า และวางแผนที่จะติดตั้งห้องน้ำในเร็วๆ นี้
NASA ใช้เวลาหกปีและ23 ล้านเหรียญสหรัฐในการออกแบบกระโถนพอร์ตาไฮเทคตัวใหม่ ค่าใช้จ่ายนั้นครอบคลุมห้องน้ำสองห้องจริงๆ นักบินอวกาศจะติดตั้งคนแรกบนสถานีอวกาศ หากดำเนินการตามที่คาดไว้ วินาทีจะเดินทางไปยังดวงจันทร์โดยเป็นส่วนหนึ่งของภารกิจ Artemis 2 ที่กำลังจะมีขึ้นของหน่วยงาน ซึ่งมีกำหนดจะเปิดตัวในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ห้องสุขาใหม่อาจใช้กับยานลงจอดบนดวงจันทร์ในอนาคตหรือในยานอวกาศที่มุ่งหน้าไปยังดาวอังคาร
เมื่อออกแบบห้องน้ำใหม่ วิศวกรต้องคำนึงถึงความจริงที่ว่าห้องนั้นถูกจำกัดภายในแคปซูลอวกาศห้วงอวกาศแห่งอนาคตของ NASA ที่เรียกว่า Orion ดังนั้นห้องน้ำในอนาคตจะต้องมีขนาดกะทัดรัดและมีประสิทธิภาพเท่ากับรุ่นที่ใช้ในสถานีอวกาศนานาชาติในปัจจุบัน วิศวกรของ NASA ได้ออกแบบส้วมขนาดแคมป์ที่เล็กกว่าประมาณ 65 เปอร์เซ็นต์และเบากว่าที่ใช้อยู่ 40 เปอร์เซ็นต์ในปัจจุบัน นอกจากนี้ยังประหยัดพลังงานอีกด้วย Melissa McKinley ผู้จัดการโครงการห้องน้ำแห่งใหม่ที่ NASA กล่าวระหว่างการแถลงข่าวก่อนการเปิดตัวว่า “อวกาศและพลังงานเป็นสิ่งที่มีค่ามาก” “คุณสามารถจินตนาการได้ว่าการเพิ่มประสิทธิภาพสิ่งเหล่านี้สามารถช่วยได้หลายวิธี”
ในหลาย ๆ ด้าน ส้วมใหม่ทำงานในลักษณะเดียวกับรุ่นก่อนเป็นหลัก นั่นเป็นเพราะว่าห้องสุขาในอวกาศทั้งหมดต้องอาศัยสิ่งสำคัญอย่างหนึ่ง นั่นคือ การดูด เมื่อไม่มีแรงดึงดูด ทุกสิ่งย่อมลอยได้ ขยะที่มนุษย์อวกาศสร้างขึ้นจะต้องถูกดึงเข้าห้องน้ำ มิฉะนั้น ขยะอาจลอยไปรอบๆ สถานีอวกาศ ในการฉี่ นักบินอวกาศใช้กรวยที่ติดอยู่กับสายยางที่ใช้พัดลมดึงปัสสาวะเข้าไปในถัง ในการอึ นักบินอวกาศนั่งบนถังที่อาศัยพัดลมตัวเดียวกันเพื่อดึงธุรกิจของพวกเขาลงในถุงเก็บของ
โถสุขภัณฑ์ใหม่เป็นกระบอกขนาดกะทัดรัดสูงประมาณ 28 นิ้ว และมีระบบพัดลมแบบเดียวกัน รวมทั้งมีกรวยที่ติดอยู่กับสายยาง เป็นการทำซ้ำครั้งก่อน นอกจากนี้ยังมีเครื่องอัดขยะแบบถอดได้สำหรับนักบินอวกาศเพื่อฝากมูลของพวกเขา ทุกครั้งที่มนุษย์อวกาศอึ ธุรกิจของพวกเขาจะถูกดูดเข้าไปในกระเป๋า เมื่อเสร็จแล้ว นักบินอวกาศจะปิดผนึกถุงและดันขี้ที่บรรจุลงในกระป๋อง จากนั้นพวกเขาก็ติดตั้งกระเป๋าใบใหม่ และกระบวนการนี้จะเกิดขึ้นซ้ำๆ จนกว่ากระป๋องจะเต็ม โถห้องน้ำอาจไม่ได้กลิ่นสดชื่นเสมอไป ถังเก็บเงินฝากประมาณ 30 เงินฝาก เมื่อถังขยะเต็มแล้ว อุจจาระจะถูกทิ้งพร้อมกับขยะที่เหลือออกสู่อวกาศ
โถส้วมแบบใหม่ทำงานในลักษณะเดียวกับแบบเก่า แต่แตกต่างไปจากการออกแบบก่อนหน้านี้ในลักษณะสำคัญประการหนึ่ง นั่นคือ ความเป็นหนึ่งเดียว ในอดีต ห้องน้ำในอวกาศได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับผู้ชาย NASA กล่าวว่าได้ทำงานอย่างขยันขันแข็งร่วมกับนักบินอวกาศหญิงของหน่วยงาน เพื่อปรับปรุงทั้งรูปร่างของกรวยและฝารองนั่งชักโครก McKinley กล่าวว่า “การออกแบบกรวยได้รับการออกแบบใหม่ทั้งหมดเพื่อรองรับกายวิภาคของผู้หญิงได้ดีขึ้น “และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง นี่เป็นข้อกังวลเมื่อลูกเรือพยายามทำแบบคู่ เมื่อพวกเขาทำการถ่ายอุจจาระและถ่ายปัสสาวะในเวลาเดียวกัน”
ลูกเรือหญิงให้ข้อมูลที่ช่วยออกแบบรูปทรงและความยาวของกรวยใหม่ ตำแหน่งข้างโถส้วม และรูปทรงของที่นั่ง “มีปัญหาเรื่องระยะใกล้ ดังนั้นทั้งที่นั่งและช่องทางปัสสาวะจึงได้รับการออกแบบมาเพื่อปรับปรุงประสบการณ์สำหรับลูกเรือหญิง” เธอกล่าว
โถสุขภัณฑ์ใหม่ยังมีระบบพิเศษในตัวที่เตรียมปัสสาวะก่อนจะส่งต่อไปยังระบบช่วยชีวิตของสถานีเพื่อนำไปรีไซเคิลเป็นน้ำ ในบางครั้ง ปัสสาวะอาจมีของแข็งที่ติดอยู่ในห้องน้ำ และก่อตัวขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป เพื่อลดปัญหาดังกล่าว NASA จะใช้สารละลายที่มีความเป็นกรดสูงเพื่อทำลายตะกอนที่อาจอยู่ในปัสสาวะ วิศวกรใช้เทคนิคการพิมพ์ 3 มิติแบบพิเศษเพื่อสร้างชิ้นส่วนที่ทนกรดสำหรับห้องน้ำจากโลหะที่ทนทาน เช่น ไททาเนียมและโลหะผสมที่ทนทานอื่นๆ
“กรดที่เราใช้เป็นน้ำยาปรับสภาพมีความเข้มข้นมาก” จิม ฟูลเลอร์ ผู้จัดการโครงการห้องน้ำแห่งใหม่ที่ Collins Aerospace กล่าวระหว่างการแถลงข่าวก่อนการเปิดตัว “มันแข็งแกร่งมากจนมีโลหะเพียงไม่กี่ชนิดที่ NASA ตระหนักดีว่าสามารถทนต่อการปรับสภาพนี้ในระยะเวลานาน”
การอัพเกรดอีกอย่างคือห้องน้ำใหม่เป็นแบบอัตโนมัติ ห้องส้วมปัจจุบันต้องการให้นักบินอวกาศพลิกสวิตช์เพื่อเปิดใช้งาน แต่พัดลมห้องน้ำใหม่จะทำงานโดยอัตโนมัติเมื่อนักบินอวกาศถอดกรวยออกจากแท่นรองหรือยกฝาขึ้น แคสสิดี้จะติดตั้งห้องน้ำใหม่ถัดจากห้องน้ำปัจจุบันในส่วนสถานีอวกาศของสหรัฐอเมริกาในไม่ช้า อย่างไรก็ตาม นักบินอวกาศเริ่มเตรียมพร้อมสำหรับการมาถึงเมื่อปีที่แล้ว โดยติดตั้งแผงลอยใหม่สำหรับหม้อที่อัปเกรดแล้ว ระหว่างขั้นตอนนั้น โถส้วมเก่าเกิดการรั่วซึมซึ่งทำให้นักบินอวกาศต้องตะเกียกตะกายไปถูน้ำ การรั่วไหลเป็นเพียงปัญหาล่าสุดในรุ่นปัจจุบันที่มีตลอดหลายปีที่ผ่านมา ซึ่งรวมถึงพัดลมปัสสาวะที่ผิดพลาดในปี 2008 และการอุดตันจากแคลเซียมที่สะสมในระบบประมวลผลของเสียที่เป็นของเหลวในปี 2010 McKinley หวังว่าการออกแบบใหม่นี้จะช่วยลด ลงบนความผิดปกติในอนาคต
เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการใช้งานในอวกาศในที่สุด ส้วมได้รับการทดสอบบนพื้นอย่างกว้างขวาง โดยวิศวกรจะปรับทิศทางไปในทิศทางต่างๆ มากมายเพื่อให้แน่ใจว่าการดูดทำงาน อุปกรณ์ใหม่นี้คาดว่าจะได้รับการใช้งานเป็นจำนวนมากในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า เนื่องจากจะมีลูกเรือห้าคนในส่วนสถานีอวกาศของสหรัฐฯ แทนที่จะเป็นสามคนปกติ
การใช้ห้องน้ำในอวกาศอาจไม่ใช่แง่มุมที่มีเสน่ห์ที่สุดของการเดินทางในอวกาศ แต่มนุษย์อวกาศในปัจจุบันทำได้ง่ายกว่าผู้ที่บินในช่วงแรกๆ ของการเดินทางในอวกาศ เมื่อนักบินอวกาศ Alan Shepard ต้องไป เขาเพียงแค่ฉี่ในชุดอวกาศของเขาบนแท่นปล่อยจรวด และระหว่างภารกิจ Apollo 11 ในอีกไม่กี่ปีต่อมาในปี 1969 นักบินอวกาศก็ปัสสาวะใส่แขนเสื้อที่เหมือนถุงยางอนามัยที่สอดปัสสาวะเข้าไปในกระเพาะปัสสาวะที่สวมอยู่ใต้เสื้อผ้าของนักบินอวกาศ แขนเสื้อถูกเปลี่ยนทุกวันและเกิดการรั่วไหลค่อนข้างบ่อย การเซ่อยิ่งเลอะเทอะ นักบินอวกาศติดกระเป๋าไว้ที่ก้นซึ่งรวบรวมธุรกิจของพวกเขา – ถ้าพวกเขาโชคดี การติดตั้งไม่ใช่เรื่องง่ายอย่างที่ Tom Stafford และลูกเรือของ Apollo 10 สามารถยืนยันได้ ระหว่างปฏิบัติภารกิจ สตาฟฟอร์ดต้องเตือนเพื่อนร่วมทีมว่าเขาพลาดเป้า “เอาผ้าเช็ดหน้ามาให้ฉันเร็ว มีขยะลอยอยู่ในอากาศ” เขากล่าวในการถอดเสียงของภารกิจของ NASA
ช่วงแรกๆ ของการบินในอวกาศนั้นยุ่งเหยิงและมักจะส่งกลิ่นแรงมากในช่วงพักเข้าห้องน้ำ นักวิทยาศาสตร์รู้เพียงเล็กน้อยว่าสภาพแวดล้อมในอวกาศส่งผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์อย่างไร ดังนั้น NASA จึงขอให้นักบินอวกาศนำถุงอึทั้งหมดกลับมาวิเคราะห์ อย่างไรก็ตาม ในขณะที่อยู่บนพื้นผิวดวงจันทร์ นักบินอวกาศของ Apollo ไม่สามารถเปิดฝากระโปรงในชุดสูทและแยกถุงอึออกมาได้ ในระหว่างการเดินบนดวงจันทร์ นักบินอวกาศสวมผ้าอ้อม แต่ก็ไม่มีความชัดเจนว่ามีใครทำมากกว่าฉี่ในตัวพวกเขาหรือไม่
เมื่อ NASA เปิดตัว Skylab ในปี 1970 เป็นครั้งแรกที่ มีการติดตั้ง อุปกรณ์ที่คล้ายกับห้องน้ำบนยานอวกาศของสหรัฐฯ หน่วยพื้นฐานประกอบด้วยรูในผนังที่ดูดปัสสาวะและอุจจาระลงในถุงเก็บ หลังจากนั้น ลูกเรือจะต้องทำให้อุจจาระแห้งในช่องพิเศษเพื่อนำกลับมายังโลก จนกระทั่งโครงการกระสวยอวกาศเปิดตัวในปี 1981 นักบินอวกาศได้รับฮาร์ดแวร์ประเภทใดก็ตามที่คล้ายกับห้องน้ำบนบก หม้อนั้นเป็นชามโลหะที่มีท่อดูดและช่องทางสำหรับปัสสาวะ
ขณะที่ NASA รอการติดตั้งโถส้วมใหม่ หน่วยงานกำลังยุ่งกับการออกแบบห้องส้วมให้มากขึ้นและคิดหาวิธีใหม่ๆ ในการปรับปรุงระบบการเก็บขยะอย่างต่อเนื่อง ในเดือนมิถุนายน หน่วยงานได้เรียกร้องให้มองหาการออกแบบที่เป็นไปได้สำหรับห้องน้ำบนดวงจันทร์ในอนาคต เป็นไปได้ว่า Universal Waste Management System สามารถทำงานได้ แต่ NASA ต้องการพิจารณาตัวเลือกทั้งหมดสำหรับวิธีที่ลูกเรือจะไปบนพื้นผิวดวงจันทร์
หน่วยงานกำลังศึกษาแนวคิดเกี่ยวกับวิธีการแยกน้ำออกจากขยะมูลฝอยเพื่อให้สามารถรีไซเคิลสำหรับภารกิจของลูกเรือได้เช่นกัน น้ำเป็นสินค้าที่มีค่าในอวกาศ และจากการศึกษาพบว่าอุจจาระประกอบด้วยน้ำมากถึง 75 เปอร์เซ็นต์โดยมวล ในตอนนี้ ทั้งหมดนั้นก็สูญเปล่า หากสามารถดึงน้ำออกจากอุจจาระของนักบินอวกาศได้สำเร็จ ก็จะสามารถจัดหาแหล่งน้ำรีไซเคิลได้มากขึ้น
นักวิทยาศาสตร์ยังแสดงให้เห็นว่ายูเรียสามารถใช้เป็นวัสดุก่อสร้างหรือปุ๋ยได้ ยูเรียเป็นสารประกอบที่พบมากเป็นอันดับสองในปัสสาวะรองจากน้ำ และทีมนักวิจัยจากยุโรป ได้ แสดงให้เห็นเมื่อต้นปีนี้ว่ายูเรียสามารถผสมกับสิ่งสกปรกจากดวงจันทร์ (เรียกว่า regolith) และใช้เป็นวัสดุก่อสร้างได้ วัสดุที่ได้นั้นเรียกว่าจีโอพอลิเมอร์ ซึ่งคล้ายกับคอนกรีตและสามารถนำมาใช้สร้างโครงสร้างต่างๆ เช่น แผ่นรองลงจอดและที่อยู่อาศัยบนดวงจันทร์ได้
งานวิจัยและสิ่งประดิษฐ์ทั้งหมดนี้แสดงให้เห็นว่าแม้แต่ส่วนที่ยุ่งเหยิงที่สุดของยานอวกาศของมนุษย์ยังต้องนำมาพิจารณาเมื่อวางแผนภารกิจ “เมื่อนักบินอวกาศต้องไป เราต้องการให้พวกเขาไปอย่างกล้าหาญ” ฟุลเลอร์กล่าว
