Астронавты из США уже давно выражают недовольство системой сбора отходов в скафандрах, которая по сути является большим подгузником. Этот вариант рассчитан максимум на восемь часов использования, что создает опасность возникновения опрелостей и инфекций. Кроме того, в скафандре недостаточно запасов питьевой воды. Для решения этих проблем исследователи разработали более совершенный метод утилизации метаболических отходов.
В начале освоения космоса вопросы личной гигиены не являлись приоритетными. Космические полеты были непродолжительными, а выход в открытый космос не осуществлялся. Так, первый американский астронавт Алан Шепард из-за продолжительного ожидания старта испытывал физиологическую необходимость, и командование допустило мочеиспускание в скафандр, что не обошлось без риска возникновения короткого замыкания. К счастью, инцидент не повлек негативных последствий. В Советском Союзе, наоборот, в связи с возможной задержкой на орбите во время первого полета, было создано специальное устройство для сбора отходов.
Сегодня в процессе продолжительного пребывания в открытом космосе астронавты решают вопрос о физиологических потребностях непосредственно в скафандрах. Чтобы справляться с этой необходимостью, астронавты используют подгузники, которые впоследствии утилизируются. Экипажам SpaceX такая мера не требуется, так как на борту имеется туалет, однако его поломка может привести к нежелательным последствиям.
Подгузники – это, безусловно, простое и действенное решение, однако на сегодняшний день оно кажется устаревшим. Использование подгузников не соответствует современным требованиям гигиены и является неэкологичным. Пришло время разрабатывать удобные и комфортные скафандры с комплексной системой поддержки жизнедеятельности для продолжительных выходов в открытый космос).
В идеале стоило бы разработать дистилляторные комбинезоны, или дистикомбы, аналогичные тем, что описываются в научно-фантастической саге «Дюна», написанной Фрэнком Гербертом в середине 1960-х годов. По этой книге недавно были сняты две части одноименного блокбастера. Жители планеты Арракис, фремены (или фримены), используют обтягивающие комбинезоны ( stillsuits), в них происходит переработка всех метаболических отходов с целью сохранения и повторного использования влаги.
Ученые из Корнеллского университета (США) частично реализовали эту концепцию, создав прототип системы, предназначенной для переработки мочи непосредственно в скафандрах. Описание этой разработки представлено в статье опубликована в журнале Frontiers in Space Technology.
«В рамках проекта предусмотрен вакуумный внешний катетер, соединенный с системой обратного осмоса. Это обеспечивает постоянное поступление питьевой воды, что является безопасным и удобным способом для астронавтов», — так в интервью пресс-службе пояснила София Этлин, научный сотрудник медицинского колледжа Вейлл Корнелл и Корнеллского университета, первый автор статьи.
Авторы исследования отметили, что нынешний скафандр NASA с наивысшей степенью впитывающей способности — MAG — уже давно критикуется астронавтами. Он был разработан еще в 1970-х годах. Фактически, это массивная, толстая подгузник для взрослых, который поглощает жидкость благодаря многослойной структуре.
«Согласно имеющимся сведениям, микрометеоритная болезнь (MAG) может приводить к проблемам со здоровьем, включая инфекции мочеполовой системы и расстройства пищеварения. Также в настоящее время астронавты, использующие скафандры, располагают всего одним литром питьевой воды. Данного объема недостаточно для проведения работ на лунной поверхности, которые могут занимать до 10 часов и, в случае возникновения непредвиденных обстоятельств, затягиваться на 24 часа, — отметила Этлин.
NASA планирует возобновить пилотируемые полеты к Луне в рамках миссий «Артемида II» и «Артемида III» в 2025 и 2026 годах. Для этого изменили нормативы. Теперь костюм должен собирать 1,2 литра мочи и 75 граммов фекалий в день.
Новый прототип учитывает указанные ранее пожелания. Разработчики создали устройство для сбора мочи, которое включает в себя нижнее белье из многослойной мягкой ткани. Моча собирается в силиконовую чашу, расположенную между ног. Для мужчин и женщин предусмотрены чаши различной формы и размера.
Внутренняя поверхность чаши отделана полиэфирной микрофиброй или тканью из нейлона и спандекса для эффективного отвода влаги от тела. Внутри расположен небольшой участок с абсорбирующим гидрогелем, на котором закреплена RFID-метка. При получении сигнала от этой метки активируется вакуумный насос, который удаляет жидкость из чаши.
После этого жидкость направляется в фильтр, где она очищается с эффективностью 87 процентов, превращаясь в дистиллированную воду, обогащается электролитами и подается в гидратор костюма.
Очистка полулитра мочи занимает пять минут. Система работает от аккумулятора с напряжением 20,5 вольт и емкостью 40 ампер-часов. Несмотря на компактные габариты, устройство весит приблизительно восемь килограммов и предназначено для ношения на спине.
Разработана электрическая схема, предназначенная для управления насосами, датчиками и ЖК-дисплеем, а также для синхронизации всех компонентов системы. Далее прототип необходимо будет протестировать сначала в условиях микрогравитации на Земле, а затем в космосе. Не исключено, что компания Axiom Space, компания, занимающаяся разработкой скафандров EVA для лунных миссий, применит эти достижения.