Місія Artemis II нещодавно досягла історичної віхи, успішно провівши чотирьох астронавтів у 10-денній подорожі навколо Місяця. Місія виконала свої основні завдання: продемонструвала здатність космічного корабля Orion підтримувати життя людини під час перельоту в глибокому космосі та забезпечила безпечне повернення екіпажу на Землю з граничною точністю.
Однак, незважаючи на високотехнологічний тріумф, екіпаж зіткнувся з напрочуд безглуздою перешкодою: туалет не змивав.
Крок вперед у комфорті астронавтів
Щоб зрозуміти, чому ця проблема важлива, треба поглянути, який шлях пройшов космічний туризм. В епоху «Аполлонів» астронавтам, які літали на Місяць, доводилося покладатися на примітивні пакети для збору відходів. Навпаки, капсула Orion у місії Artemis II була оснащена Універсальною системою управління відходами (UWMS) — складним пристроєм з титану, надрукованим на 3D-принтері, який був спроектований для забезпечення приватності та значно ефективнішої переробки відходів.
Командир місії Рід Уайзмен високо оцінив саме обладнання, зазначивши, що туалет працював для екіпажу добре. Проблема полягала не в самому «сидінні», а в сантехніці.
Технічний збій: засмічення вентиляційної лінії
На середині 10-денної місії “вентиляційна лінія для сечі” забилася. Поки NASA розслідує точну причину, з’явилися дві основні теорії:
1. Замерзання: Екстремальні температурні коливання в космосі могли призвести до замерзання сечі всередині лінії.
2. Хімічний осад: Добавки, що використовуються у стічних водах, могли створити осад або наліт, який перекрив потік.
На відміну від систем, що використовуються на Міжнародній космічній станції (МКС), призначені для переробки рідких відходів у питну воду, система Orion була розроблена за принципом «скидання» — це означає, що вона фактично викидає рідкі відходи у вакуум космосу.
Чому космічна сантехніка – це кошмар для фізики
Складність управління рідинами на орбіті підкреслює одну з найважчих проблем в аерокосмічній інженерії. На Землі гравітація забезпечує постійну, передбачувану силу, яка тягне рідини донизу, в стоки. У разі мікрогравітації у космосі ця передбачуваність зникає.
На думку експертів з Корнеллського університету та Університету Північної Дакоти, кілька факторів роблять космічну сантехніку неймовірно складною:
- Гідродинаміка: Без гравітації поведінкою рідин управляють поверхневий натяг та фізична форма труб. Рідини не просто течуть; вони прилипають до поверхонь, закручуються і рухаються непередбачуваними траєкторіями.
- Проблема бульбашок: Використання тиску повітря для проштовхування відходів через труби може ненавмисно створювати бульбашки повітря. У разі мікрогравітації ці бульбашки можуть застрявати у трубопроводі, створюючи серйозні засмічення.
- Екстремальні температури: У космосі відбуваються різкі температурні стрибки. Система може перейти від екстремального жару до екстремального холоду за лічені хвилини, що робить терморегуляцію рідинних ліній постійною боротьбою.
Уроки для майбутніх місій
Хоча туалет, що засмічений, може здатися незначною незручністю, для NASA це критично важливий показник. Система UWMS у Artemis II була прототипом — це був перший випадок, коли ця конкретна система тестувалася за умов глибокого космосу.
Успіх місії за всіма іншими параметрами говорить про те, що «виправлення» сантехніки, швидше за все, буде цілком вирішуваним завданням. В даний час розглядаються такі потенційні рішення:
* Встановлення вбудованих нагрівачів для запобігання замерзанню.
* Коректування потоку повітря та води для мінімізації утворення бульбашок та накопичення осаду.
«Якщо ви пролетіли 400 000 кілометрів, повернулися, і єдина ваша проблема – це те, що скидання сечі пройшло не ідеально, що ж, це чудовий результат».
Висновок
Місія Artemis II довела, що космічний корабель Orion здатний на польоти у глибокому космосі, надавши NASA найважливіші дані, необхідні удосконалення систем життєзабезпечення. Хоча проблеми з сантехнікою потребують технічних коригувань, місія залишається успішним кроком на шляху до постійної присутності людини на околицях Місяця.
