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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 dirige mediante el uso de flujo de aire. Dado que el aire utilizado para dirigir los desechos regresa a la cabina, se filtra previamente para controlar el olor y limpiar las bacterias. En los sistemas más antiguos, las aguas residuales se expulsan 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 previene problemas de olores y mata los patógenos . [1]
Los astronautas dicen que la mayoría de las veces les preguntan 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 del líquido y una reacción fisiológica provoca que el ser humano necesite hacer sus necesidades a las dos horas de haber salido de la Tierra . El baño espacial fue, por tanto, el primer dispositivo activado en los vuelos de transbordadores, después de que los astronautas se desabrocharan el cinturón. [3]
En ausencia de gravedad, los sanitarios espaciales utilizan el flujo de aire para extraer la orina y las heces del cuerpo y llevarlas a los receptáculos adecuados. Una nueva característica del inodoro espacial es el inicio automático del flujo de aire cuando se levanta la tapa del inodoro, lo que también ayuda a controlar los olores. Por demanda popular (astronautas), también incluye un diseño más ergonómico que requiere menos tiempo de limpieza y mantenimiento, con piezas duraderas y resistentes a la corrosión para reducir la probabilidad de mantenimiento fuera del cronograma establecido. Menos tiempo dedicado a la plomería significa más tiempo para que la tripulación lo dedique a la ciencia y otras tareas de alta prioridad centradas en la exploración. [4]
La tripulación utiliza un embudo y una manguera de forma especial para la orina (ventosa) y el asiento para las deposiciones. El embudo y el asiento se pueden utilizar simultáneamente, reflejando los comentarios de las mujeres astronautas. El asiento del inodoro espacial puede parecer incómodamente pequeño y puntiagudo, pero en microgravedad es ideal. Proporciona un contacto corporal ideal para que todo salga donde debe. [4]
El baño espacial incluye restricciones para los pies y asideros para que los astronautas eviten flotar. Cada uno se posiciona de manera diferente mientras "avanza", y los comentarios consistentes de los astronautas indicaron que las tradicionales correas para los muslos eran una molestia. [4]
El papel higiénico, las toallitas y los guantes se desechan en bolsas estancas. Los desechos sólidos en bolsas individuales herméticas se compactan en un recipiente extraíble para almacenamiento de heces. Una pequeña cantidad de botes fecales se devuelven a la Tierra para su evaluación, pero la mayoría se cargan en un buque de carga que se quema al reingresar a la atmósfera terrestre. Actualmente, los desechos fecales no se procesan para recuperar agua, pero la NASA está estudiando esta capacidad. [4]
Hay cuatro partes básicas en un inodoro espacial: el tubo de vacío para desechos líquidos, la cámara de vacío, los cajones de almacenamiento de desechos y las bolsas recolectoras de desechos sólidos. El tubo de vacío para desechos líquidos es una manguera de caucho o plástico de 2 a 3 pies (61 a 91 cm) 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 para orina desmontable, que viene en diferentes versiones para astronautas masculinos y femeninos. El receptáculo de orina masculino es un embudo de plástico de 2 a 3 pulgadas (5 a 8 cm) de ancho y aproximadamente 4 pulgadas (10 cm) de profundidad. Un astronauta orina directamente en el embudo desde una distancia de 5 a 8 cm (2 a 3 pulgadas). El embudo femenino es ovalado y mide 5 por 10 cm (2 por 4 pulgadas) de ancho en el borde. Cerca del borde del embudo hay pequeños agujeros o hendiduras que permiten el movimiento del aire para evitar una succión excesiva. La cámara de vacío es un cilindro de aproximadamente 30 cm (1 pie) de profundidad y 15 cm (6 pulgadas) de ancho con clips en el borde, donde se pueden colocar 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 o el sólido), una característica que permite que el ventilador en la parte posterior de la cámara de vacío tire los desechos hacia la bolsa. Cuando el astronauta termina, gira la bolsa y la coloca en un cajón de almacenamiento de desechos. Se congelan muestras de orina y desechos sólidos y se llevan a la Tierra para su análisis.
El inodoro utilizado en el transbordador espacial se llama Sistema de recogida de residuos (WCS). Además del flujo de aire, también utiliza ventiladores giratorios para distribuir los desechos sólidos para su almacenamiento durante el vuelo. Los residuos sólidos se distribuyen en un recipiente cilíndrico, que luego se expone al vacío para secar los residuos. Los desechos líquidos se eliminaron descargándolos al espacio. [6] [ cita necesaria ]
La WCS requirió muchas horas de formación. Para orinar se utilizó una manguera. Para defecar, con un diámetro de 100 mm (4 pulgadas) para el orificio en el asiento, mucho más pequeño que en un inodoro convencional, el trasero del usuario debía estar exactamente centrado en el asiento. La NASA construyó un simulador con una cámara de video en el agujero; aquellos que entrenaban usaban una mira para aprender a posicionar sus cuerpos, mientras otros astronautas observaban y hacían bromas. [7] [2]
El WCS tuvo varias averías durante el vuelo. En el vuelo de prueba de ocho días del STS-3 , el inodoro se había averiado y su tripulación de dos hombres ( Jack Lousma y Gordon Fullerton ) recurrió a dispositivos de contención fecal (FCD) para la eliminación y eliminación de desechos. [ cita necesaria ] Una anomalía del sistema de eliminación de líquidos en el Discovery durante su vuelo inaugural resultó en una acumulación de excrementos congelados fuera del orbitador, que luego fue eliminado por medio de Canadarm . [6] Durante la misión STS-46 , uno de los ventiladores falló y el miembro de la tripulación Claude Nicollier tuvo que realizar el mantenimiento en vuelo (IFM).
Hay tres baños en la Estación Espacial Internacional , ubicados en los módulos Zvezda , Nauka y Tranquility . [8] Utilizan un sistema de succión impulsado por ventilador similar al del transbordador espacial WCS. Los residuos líquidos se recogen en contenedores de 20 litros (5,3 gal EE.UU.). Los residuos sólidos se recogen en bolsas individuales microperforadas, las cuales se almacenan en un contenedor de aluminio. [9] Los contenedores llenos se transfieren a Progress para su eliminación. Un compartimento adicional para residuos e higiene forma parte del módulo Tranquility lanzado en 2010. En 2007, la NASA compró un inodoro de fabricación rusa similar al que ya se encuentra a bordo de la ISS en lugar de desarrollar uno internamente. [10]
El 21 de mayo de 2008, la bomba separadora de gas y líquido falló en el inodoro de 7 años de antigüedad en Zvezda, aunque la parte de desechos sólidos todavía estaba funcionando. La tripulación intentó reemplazar varias piezas, pero no pudo reparar la pieza que funcionaba mal. Mientras tanto, utilizaron un modo manual para la recolección de orina. [11] La tripulación tenía otras opciones: usar el baño en el módulo de transporte Soyuz (que solo tiene capacidad para unos pocos días de uso) o usar bolsas de recolección de orina según fuera necesario. [12] Una bomba de reemplazo fue enviada 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. [13] [14] [15]
El baño de la estación espacial soviética / rusa Mir también utilizó un sistema similar al WCS. [dieciséis]
Mientras que 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 almacenaba el contenido. arrojados al espacio, mientras que la materia fecal se recogía en bolsas especialmente diseñadas. [17] Las instalaciones eran tan incómodas que, para evitar utilizarlas, los astronautas comían menos de la mitad de la comida disponible en sus vuelos . [18] 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 la 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, de modo que se pudiera estudiar el equilibrio de calcio en los astronautas.
Incluso con las instalaciones, los astronautas y cosmonautas de ambos sistemas de lanzamiento emplean limpieza intestinal antes del lanzamiento y dietas bajas en residuos para minimizar la necesidad de defecar . [19] El baño Soyuz se ha utilizado en una misión de regreso desde Mir. [dieciséis]
NPP Zvezda es un desarrollador ruso de equipos espaciales, entre los que se incluyen baños de gravedad cero. [20]
La NASA está desarrollando un inodoro espacial de próxima generación de 23 millones de dólares llamado Sistema Universal de Gestión de Residuos (UWMS) para Orion y la Estación Espacial Internacional. [21] [22] El UWMS es el primer inodoro espacial diseñado específicamente tanto para mujeres como para hombres, lo que facilita el uso de inodoros espaciales para mujeres y el uso para heces y orina al mismo tiempo. Está diseñado para ser totalmente automatizado, más silencioso, más ligero, más fiable, más higiénico y más compacto que los sistemas anteriores. [21] [23] Entre sus innovaciones, la 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. [23] El UWMS se entregó por primera vez a la ISS en octubre de 2020. [24]
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