Právě teď NASA pracuje na svém dlouho očekávaném návratu na Měsíc. Známý jako Projekt Artemis Cílem tohoto programu je poslat „první ženu a dalšího muže“ na měsíční povrch do roku 2024. Kromě toho NASA také plánuje založit „udržitelný program průzkumu Měsíce“ s komerčními a mezinárodními partnery. To znamená vybudování infrastruktury, která lidem umožní zůstat na Měsíci a usnadní případné mise na Mars.
Aby bylo možné čelit této výzvě, je třeba nejprve vyřešit všechny druhy otázek. Kromě toho, jak můžeme udržet astronauty zdravé během dlouhodobých misí, je tu také naléhavá otázka, jak si astronauti uleví na Měsíci. Naštěstí pro ně, HeroX zahájila Výzva Lunar Loo – sponzorované společností Turnajová laboratoř NASA (NTL) – přicházet s inovativními novými nápady!
Aby to astronauti rozebrali, budou potřebovat spoustu vybavení, aby přežili a mohli provádět dlouhodobé mise na Měsíci. Kromě potřeby úkrytu, který je může chránit před téměř vakuem vesmíru, teplotními extrémy a radiací, je zde také vše, co budou potřebovat, aby měli stálý přísun potravy a pitné/zavlažovací vody. A samozřejmě pro ně musí být místo, kde se mohou vymočit a vyprázdnit, když potřebují.
Toalety na palubě ISS, v modulu Zvezda (vlevo) a modulu US Node 3 (vpravo). Poděkování: NASA/Jack Fischer
Ke všemu se astronauti budou muset potýkat s mikrogravitací – jako to dělají na palubě Mezinárodní vesmírná stanice (ISS) – stejně jako měsíční gravitace, kterou jako poslední zažili astronauti Apolla. Mike Interbartolo, který z NASA řídí Lunar Loo Challenge Lidský přistávací systém (HLS) Crew Compartment Office, vysvětlil důležitost vhodných zařízení jak následuje :
„Naši astronauti dosahují úžasných vědeckých výkonů a průzkumu vesmíru. Ale na konci dne jsou stále lidmi. Musíme jim poskytnout stejné potřeby jako tady na Zemi, aby mohli dál dělat svou práci.“
Díky Raketoplán Díky programu a desetiletím práce mnoha vesmírných agentur již existují strategie pro likvidaci lidského odpadu v mikrogravitaci. Na palubě ISS se astronauti spoléhají na Systém kontroly prostředí a podpory života (ECLSS), která pomáhá nakládat s lidským odpadem jako součást svého úkolu zajistit stálý přísun vody. Pak máte ventilátorem poháněný sací systém zvaný Odpadní a hygienický prostor (WHC).
Ty však nejsou určeny pro měsíční gravitaci – zhruba 16,5 % gravitace Země (0,1654G) – a toalety na palubě lunárního landeru budou muset být menší, lehčí a méně komplikované, aby se snížila hmotnost a potřeba pohonné hmoty. Z tohoto důvodu budou astronauti potřebovat nový typ toalety, která může poskytnout stejné schopnosti jako ty zde na Zemi, když jsou uvnitř povrchového prostředí a mimo své skafandry.
Umělcova ilustrace potenciálního přistávacího modulu na Měsíci projektu Artemis. Kredit: NASA
HeroX zdůrazňuje tato omezení a potřebu něčeho nového soutěžní stránka :
„Ačkoli vesmírné toalety již existují a používají se (například na Mezinárodní vesmírné stanici), jsou určeny pouze pro mikrogravitaci. NASA hledá zařízení nové generace, které by bylo menší, efektivnější a schopné pracovat v mikrogravitaci i lunární gravitaci.“
Zatímco NASA pracuje na vytvoření vlastního „měsíčního záchodu“, vyzvala také globální komunitu, aby předložila návrhy a designové koncepty, které by se mohly stát součástí projektu Artemis. Tyto návrhy lze upravit pro použití na palubě lunárních přistávacích modulů, které budou přepravovat astronauty mezi vesmírnou kapslí Orion a měsíčním povrchem, nebo pro použití v rámci infrastruktury na měsíčním povrchu (jako je Lunar Habitat).
Zatímco přesné rozměry a specifikace lunárních toalet ještě nejsou známy, NASA poskytla některé obecné specifikace a omezení. Jak naznačují, „NASA hledá zařízení nové generace, které je menší, efektivnější a schopné pracovat v mikrogravitaci i měsíční gravitaci.“ Kromě toho musí návrhy také zohledňovat následující konstrukční specifikace a maximální povolené hodnoty:
- Funkce v mikrogravitaci i měsíční gravitaci
- Mít hmotnost menší než 15 kg v zemské gravitaci
- Zabírat objem ne větší než 0,12 m3
- Spotřebujte méně než 70 wattů energie
- Pracujte s hladinou hluku nižší než 60 decibelů (ne hlasitější než průměrný koupelnový ventilátor)
- Ubytovat ženy i muže
- Ubytujte uživatele s výškou od 58 do 77 palců a hmotností 107 až 290 liber
Umělcova ilustrace nového skafandru, který NASA navrhuje pro astronauty Artemis. Kredit: NASA
Kromě toho NASA zahrnula některé obecné specifikace výkonu, které v podstatě směřují k vytvoření toalety, která má stejný druh funkčnosti jako toaleta zde na Zemi. Členové posádky, kteří používají toalety, nesmí být během používání minimálně vystaveni podtlaku. Toalety musí také zabránit vystavení vakuu a musí být schopny bezpečně uchovávat moč a výkaly během selhání systému.
Kromě toho by vesmírná toaleta měla být schopna provádět následující:
- Přizpůsobte se současnému močení a defekaci
- Zachyťte až 1 litr moči na jedno použití, v průměru 6 použití na posádku za den
- Pojme 500 g fekálií na defekaci, průměrně 2 použití na posádku za den
- Přizpůsobte 500 g průjmu na akci
- Pojmout průměrně 114 g ženské menstruace na posádku a den
- Stabilizujte moč, aby se zabránilo tvorbě plynu a částic
- Přizpůsobte posádce používání toaletních hygienických produktů, jako je toaletní papír, ubrousky a rukavice
- Při přípravě na další použití se zbavte moči a výkalů předchozího uživatele
- Umožněte přesun sebraného odpadu do skladu a/nebo zajistěte externí likvidaci vozidla. Minimální objem Landeru vyžaduje pravidelné minimalizování ukládání odpadu nebo jeho odstraňování z vozidla
- Umožňují snadné čištění a údržbu s dobou obrátky 5 minut nebo méně mezi jednotlivými použitími
NASA také zdůrazňuje, že design toalet by měl být schopen podporovat posádku dvou astronautů po dobu 14 dnů, schopných pracovat v tlakovém prostředí 0,56 až 1 bar (8,2 až 14,7 psi) a tolerovat vakuum (0 bar nebo psi) v případě. mimovozových aktivit (EVA). A co je nejdůležitější, návrhy musí být schopny vyhovět lidem různého pohlaví a různých druhů odpadu (moč, stolice, zvratky, průjem, menstruace).
Když už mluvíme o zvracení a průjmu, NASA chce toalety, které by mohly pojmout nemocné členy posádky, kteří se potýkají s těmito nemocemi, i když stále mají v úmyslu nosit vaky na zvracení (neboli „barfové vaky“). NASA také uvedla, že bonusové body budou uděleny „návrhům, které dokážou zachytit zvracení, aniž by člen posádky musel strkat hlavu do záchodu“.
Navržené toalety musí být také navrženy tak, aby šetřily vodu, aby „pomohly zachovat nedotčené prostředí uvnitř přistávacího modulu, které je bez zápachu a jiných kontaminantů“. A především musí být snadno použitelné, protože NASA neplatí za komplikované ztráty, jejichž zjišťování trvá dlouho. Když musíš jít, musíš jít, ne?
Není to poprvé, co se NASA obrátila na HeroX, aby jim pomohla najít inovativní řešení problému „cestování“ ve vesmíru. V roce 2016 hostil HeroX Vesmírná výzva (také sponzorovaná NTL), která nabídla ceny 30 000 dolarů za vývoj nového „systému nakládání s odpadem v obleku“, který by se dal přizpůsobit astronautovu skafandru a zvládal odpad za šest dní.
Pak jsou tu Oděv s maximální savostí (MAG) astronauti v současnosti používají (což jsou v podstatě plenky pro dospělé) při provádění 7-8 hodin dlouhých výstupů do vesmíru. Se 150 týmy ze 130 zemí, celkem přes 20 000 soutěžících, mezi tři nejlepší vítězné koncepty patřily Perineální přístupový a toaletní systém MACES (M-PATS), Vzduchem poháněný systém pro likvidaci odpadu ve skafandru a PLAVKY – spodní prádlo s nulovou gravitací .
Umělcova představa možné měsíční základny kolem jižní polární oblasti Měsíce. Kredit: ESA/Foster + Partners
Lunar Loo Challenge se skládá ze dvou částí: technické a juniorské kategorie. V technické kategorii musí být účastníkům alespoň 18 let a tři nejlepší příspěvky obdrží celkem 35 000 USD na cenách (20 000 USD, 10 000 USD a 5 000 USD, v tomto pořadí). Inženýři NASA a soukromá prohlídka Johnsonova vesmírného střediska.
Juniorská kategorie se bude skládat ze tří skupin podle věku přihlášeného – 15-17, 11-14 a do 11 let. Ceny pro vítěze všech tří věkových skupin budou zahrnovat certifikát a veřejné uznání. jako zboží NASA a některé blíže nespecifikované „tajemné ceny“.
Výzva byla oficiálně zahájena minulý týden (23. června 2020) a obě kategorie zůstanou otevřené pro přihlašování do 17. srpna. Vítězný návrh byl oznámen do 30. září. Okno pro vstup může být krátké, ale to je jen proto, že NASA se tam chce dostat dříve. Takže pokud máte nápady nebo návrhy, o které se chcete podělit, stále máte čas!
Pro více informací se podívejte na soutěžní stránka .
Další čtení: NASA,HeroX