Как космонавты справляют нужду в космосе

Трудности американцев

В то время как телезрители вслед за репортерами задавались вопросом, о чем астронавт думает в столь грандиозный момент, в Центре управления полетами стоял дикий переполох. Алан сообщил, что терпеть дольше нет сил, и специалисты в страшной спешке решали, как быть. Дело в том, что никто не предполагал, что полет затянется, и, соответственно, возможности сходить в туалет для астронавта предусмотрено не было. Наконец пришла команда: «Делай это прямо в скафандр». Специалисты решили, что это не опасно, разве что контролировать биение сердца астронавта теперь было нельзя. Электроды, подававшие эти сигналы, разом сошли с ума, как только их достигла теплая струя. Но полет прошел успешно.

Второй американский астронавт Гас Гриссом к туалетным проблемам был вполне готов. Согласно легенде, на суборбиту он летел в гигантском подгузнике, составленном из нескольких женских прокладок. Подгузники для взрослых тогда еще не продавались.

В дальнейшем, когда американцы начали летать на орбиту, астронавтов стали оснащать «более передовой» системой. Специальные мочеприемники собирали мочу, которую хранили в корабле до окончания полета, а во времена программы Apollo стали выбрасывать в открытый космос. Для решения же более сложной физиологической задачи американцы приклеивали к анусу скотчем специальный пакет с внутренними стенками, покрытыми абсорбирующим материалом. После облегчения астронавт специальным выступом этого пакета очищал тело от нечистот, после чего аккуратно отклеивал его, добавлял внутрь консервант и выбрасывал закупоренный пакет в мусорный бак. Для приватности во время этого процесса астронавтам разрешалось выключать бортовую видеокамеру. По сообщениям американской периодики тех лет, бывали случаи, когда такой пакет отклеивался в неподходящий момент. В том числе из-за этого многих астронавтов удручала подобная система, но до появления «Шаттла» им приходилось с ней мириться. Чтобы хоть как-то облегчить страдания покорителей космоса, NASA разрабатывала для них продукты, позволявшие пользоваться пакетами как можно реже.

Преимуществе космического туризма SpaceX

В 2021 году было совершено два запуска туристов в космос. В июле на орбиту Земли слетал миллиардер Ричард Брэнсон и несколько сотрудников основанной им компании Virgin Galactic. Они поднялись на 80-километровую высоту (почти граница между Землей и космосом) и через несколько минут успешно совершили мягкую посадку.

Ричард Брэнсон в космосе

После Брэнсона в космический туризм отправился основатель компании Amazon Джефф Безос в компании своего брата, студента и 82-летней летчицы. Они поднялись на 100-километровую высоту и тоже совершили посадку спустя несколько минут полета. Подробнее об этом событии можно почитать в этом материале.

Джефф Безос после полета в космос

Грядущая миссия SpaceX будет лучше двух предыдущих полетов сразу по нескольким параметрам:

  • во-первых, корабль Crew Dragon поднимается на высоту 580 километров — вот это настоящий космический туризм, а не «прыжки» на 100-метровую высоту;
  • во-вторых, экипаж корабля проведет в космосе не ничтожные несколько минут, а три дня, что позволит людям надолго запомнить свой опыт;
  • в-третьих, собранные в рамках подготовки к миссии средства пойдут на благотворительность.

Последний пункт звучит наиболее круто. Когда в космос собирался миллиардер Джефф Безос, пользователи Интернета были недовольны его успехом. Однако, Джефф Безос очень давно готовился к этому полету и буквально осуществил мечту своего детства. Подробнее о его пути к этому полету можете узнать тут.

На Netflix есть документальный фильм о миссии Inspiration4

Туалет в космосе

Представители агентства NASA объявили о запуске нового конкурса, который получил название Lunar Loo Challenge. В нем может принять участие каждый человек, вне зависимости от возраста и страны проживания — от участников требуется придумать концепцию туалета для космической миссии «Артемида». В рамках этой миссии, в 2024 году, агентство NASA планирует отправить на поверхность Луны двух астронавтов мужского и женского пола. Они будут жить внутри обитаемого модуля, который на данный момент разрабатывается специалистами компаний Blue Origin, Dynetics и SpaceX. В нем не будет туалета, а вот в посадочном модуле, который будет способен опускаться с орбиты на поверхность, унитаз просто необходим.

В 2024 году астронавты отправятся на Луну примерно в таких костюмах

К унитазу для посадочного модуля у NASA есть ряд серьезных требований. Первым делом, новый космический туалет должен весить не более 15 килограммов. Так как в космосе источника электроэнергии нет и к ней нужно относиться экономно, устройство не должно потреблять более 70 Ватт энергии. Чтобы вы понимали, такой показатель энергопотребления — это очень мало. Даже плойка для завивки волос потребляет около 90 Ватт энергии, то есть унитаз должен потреблять не больше энергии, чем обыкновенная лампа накаливания.

По мнению представителей NASA, космический туалет должен:

  • работать как в невесомости, так и на поверхности Луны, где гравитация в шесть раз слабее земной;
  • справляться с разными типами отходов, в том числе рвотой и продуктами гигиены;
  • выдерживать как минимум 6 использований в день и легко очищаться;
  • занимать объем не более 0,12 кубического метра;
  • обслуживать как мужчин, так и женщин.

Отправить свой проект лунного туалета можно на сайте конкурса Lunar Loo Challenge. Победителю обещают заплатить 35 000 долларов, а также дать возможность пообщаться с инженерами и будущими участникам программы «Артемида». Но это еще не все — дополнительным призом будет экскурсия по Космическому центру имени Линдона Джонсона. Что интересно, участники получат дополнительные баллы, если придумают унитаз, к которому не нужно будет наклоняться во время рвоты.

К космическим унитазам у NASA очень большие требования

Принять участие в конкурсе смогут даже подростки до 18 лет. За хорошие идеи они получат сертификат, подарки с фирменным логотипом NASA и другие призы, о которым пока ничего не говорится. Прием заявок на участие в конкурсе открыт до 17 августа 2020 года.

Гигиена

Первые космонавты надевали подгузники. Их используют и сейчас, но лишь при выходе в открытый космос и во время взлета-приземления. Систему утилизации отходов жизнедеятельности начали разрабатывать еще на заре космонавтики. Унитаз действует по принципу пылесоса. Разреженный поток воздуха засасывает отходы, при этом они попадают в пакет, который затем отстегивается и бросается в контейнер. Его место занимает другой. Заполненные контейнеры отправляют в открытый космос — они сгорают в атмосфере. На станции «Мир» жидкие отходы подвергались очистке и превращались в воду, которую космонавты предпочитают не пить. В одном из интервью русские космонавты признали, что для того, чтобы сходить в туалет по-большому, приходится очень точно целиться в маленькое отверстие. Перед полетами они даже проходят специальные тренировки. Если промахнуться, отходы разлетятся по кораблю.

Для гигиены тела используют влажные салфетки и полотенца. Хотя разработаны и «душевые кабины». Каждый день моешь голову, иначе начинается зуд. Существует специальный безмыльный шампунь, который сначала тщательно наносишь на волосы, отжимаешь туда еще капельку воды, а после удаляешь полотенцем. Другое неудобство — приходится глотать зубную пасту, прополоскать рот ведь невозможно. А паста самая обыкновенная, которой все на Земле пользуются. Поэтому стараются ее на щетку наносить по минимуму.

ROSCOSMOS Media Store

Еда

Тюбики с едой стали символом космического образа жизни. Их начали делать в Эстонии в 1960-е годы. Выдавливая из тюбиков, космонавты ели куриное филе, говяжий язык и даже борщ. В 80-е на орбиту стали поставлять сублимированные продукты — из них удалено до 98 % воды, что значительно уменьшает массу и объем. В пакет с сухой смесью заливается горячая вода — и обед готов. Едят на МКС и консервы. Хлеб упакован маленькими буханками на один укус, чтобы крошки не разлетались по отсеку. На кухонном столе есть фиксаторы для контейнеров и приборов.

В тюбиках сейчас остались только сок и небольшой комплект питания, используемый на подлете к станции. Кстати, меню космонавты составляют себе сами. Специальный блок раздачи горячей воды, с помощью которой готовят всю еду космонавты, ласково называют «наш чайничек». Блюда выглядят не очень аппетитно, но они вполне съедобны.

А вот как может выглядеть меню космонавта:

Первый завтрак: чай с лимоном или кофе, бисквит.

Второй завтрак: свинина со сладким перцем, яблочный сок, хлеб (или говядина духовая с картофельным пюре, фруктовые палочки).

Обед: бульон куриный, пюре, чернослив с орехами, вишнево-сливовый сок (или молочный суп с овощами, мороженое и тугоплавкий шоколад).

Ужин: свиная вырезка с картофельным пюре, печенье с сыром и молоком (или соменок «по-деревенски», чернослив, молочный коктейль, перепелиный политет и омлет с ветчиной).

Санузлы орбитальных станций

Санитарно-гигиенический блок на МКС в модуле «Спокойствие»

Несмотря на отдаленность от цивилизации, все обитатели МКС пользуются туалетом. Из-за условий невесомости на борту нет привычной трубопроводной сети. Вместо знакомых нам инженерных коммуникаций там действует всасывающая система, которая напоминает усовершенствованный пылесос. Она собирает отходы при помощи воздушного потока, после чего отправляет их в рециркуляционное отделение. Таких гигиенических блоков всего три:

  1. переносной;
  2. в американском жилом сегменте «Транквилити»;
  3. в российском служебном модуле «Звезда».

Но это временно – запланированный лабораторный отсек «Наука» тоже будет иметь свое АСУ. Кроме того, при внезапном выходе из строя всех систем, космонавты смогут посещать пристыкованный корабль «Союз». Что касается орбитальной станции «Мир», она оборудована только одним санузлом. И все-таки, как ходят в туалет в космосе? Возможно ли это, если отсутствие гравитации мешает даже усидеть на месте?

Чтобы не отправиться в полет прямо с унитаза, астронавт пристегивает себя к сидению за бедра и нижнюю часть ног. Для надежной фиксации конструкция оборудована специальными держателями. Там же размещены особые насосы. Благодаря мощным вентиляторам воздух просто уносит продукты жизнедеятельности. Это позволяет членам экипажа выполнять героические миссии, не отвлекаясь на бытовые неурядицы.

«Скайлэб» (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Эта космическая станция пробыла на орбите примерно 6 лет, а затем была направлена операторами в атмосферу Земли, где благополучно сгорела. Правда, не полностью, и отдельные ее элементы все же достигли поверхности. А примечательна эта станция наличием большого количества свободного пространства и душа.

Современная космическая станция – это место, где используется каждый свободный уголок пространства. Но «Скайлэб» отличалась именно своими внутренними габаритами. Они были таковы, что космонавты во время зарядки легко летали от одной стенки к другой и вообще отмечали, что свободного внутреннего объема очень много. Именно на этой станции имелся душ, естественно, модернизированный для условий отсутствия гравитации.

Отравление диоксидом углерода может быть проблемой

Концентрация углекислого газа на МКС повышена. На Земле концентрация CO2составляет около 0,3 мм рт. ст., но может достигать 6 мм рт. ст. на МКС. Неблагоприятные побочные эффекты, такие как головные боли, раздражение и проблемы со сном, ставшие нормой среди космонавтов, — это лишь несколько последствий повышенной концентрации диоксида углерода. По сути, большинство астронавтов жалуются на головные боли в начале своих миссий.

В отличие от Земли, где углекислый газ, покидающий тело, рассеивается в воздухе, выдыхаемый астронавтами газ образует облако над их головами. На борту МКС имеются специальные вентиляторы, которые выдувают эти облака и рассеивают по объекту. Но концентрация газа все равно превышает рекомендованную. Будем надеяться, что к моменту отправки людей на Марс решение будет найдено.

Одежда

Раньше космонавт не снимал скафандр на протяжении всего полета. Теперь в повседневной жизни он облачается в майку с шортами или комбинезон. Майки на орбите шести цветов, чтобы выбрать в зависимости от настроения. Вместо пуговиц — молнии и липучки: они не оторвутся. Чем больше карманов, тем лучше. Но расположены они совсем не так, как привыкли мы. Нагрудные косые карманы придумали, когда оказалось, что космонавтам постоянно приходится куда-то класть карандаши и другие мелкие предметы, чтобы они не разлетались. Широкие карманы на голени удобны, потому что космонавты часто принимают позу эмбриона. Вместо обуви носят толстые носки. Одежду на борту не стирают, а упаковывают в специальный контейнер, после чего он сгорает в атмосфере.

Основы «асустроения»

«Принцип работы АСУ не изменился со времени полетов первых ‘Востоков’, — рассказывает Александр Александрович Белов, конструктор «НПП Звезда». — В невесомости используется раздельный прием жидких и твердых отходов, а земную гравитацию тут заменяет вакуумный отсос».

Для удовлетворения малой нужды космонавт еще на самых первых системах открывал кран, соединявший его мочеприемник с мочесборником. При этом автоматически включался вентилятор и затягивал порцию жидкости в мочесборник, где она впитывалась абсорбирующим материалом, а участвовавший в процессе воздух очищался от вредных и неприятных запахов в специальном дезодорирующем фильтре.

Схема АСУ транспортного корабля «Союз»

Для твердых отходов в приемном устройстве, на время размещаемом под космонавтом, находился вкладыш. Эластичные шторки на входе вкладыша при подготовке к полету закатывались, оставляя вход открытым. По завершении процесса космонавт использовал гигиенические салфетки, затем сбрасывал шторки вкладыша, и они полностью закрывали содержимое.

А чтобы во время, когда шторки вкладыша были еще открыты, отходы удерживались внутри, вентилятор обеспечивал приток воздуха. Причем стенки вкладыша были двухслойными — пористыми изнутри и герметичными снаружи, тогда как дно, напротив, пористым снаружи и герметичным изнутри: благодаря этому отходы не могли протечь за счет создававшегося разрежения.

Система была достаточно простой в обращении и более удовлетворительной в гигиеническом отношении по сравнению с американской.

АСУ 8А применялось на орбитальной станции «Мир» в 1986—1987 годах

Если первые АСУ лишь отдаленно напоминали земной туалет, то десятилетия спустя прогресс стал неминуем. Нынешние туалеты уже и по удобству пользования, и по внешнему виду близки земным аналогам. Только стоят они гораздо дороже и требуют большего времени для пользования.

Во‑первых, при большой нужде надо пристегнуться к стульчаку: это делают не только для удобства, но и потому, что в космическом туалете человек отчасти превращается в снаряд с реактивным двигателем. А во-вторых, в космосе нет системы канализации и космонавтам приходится тратить некоторое время на утилизацию отходов.

Как первый астронавт NASA сходил прямо под себя

Когда 5 мая 1961 года Алан Шепард, первый в истории США человек, отправился в космос, в планы NASA не входила вероятность того, что этому человеку может захотеться в туалет в самый ответственный момент. Планируемая продолжительность полета составляла всего около 15 минут. Однако инженеры агентства не учли того, сколько фактически времени Шепард может провести внутри космического аппарата, ожидая запуск.

Астронавт Алан Шепард рядом с капсулой космического корабля «Меркурий» после приземления.

Какое-то время все шло хорошо, но затем Шепард почувствовал, что его мочевой пузырь очень некомфортно переполняется. Команда миссии по отправке первого американца в космос настояла на том, чтобы астронавт оставался на своем месте, поэтому Шепард дал понять ЦУПу, что собирается сходить по-маленькому прямо под себя. И сходил.

После этого случая в NASA стали думать об оснащении астронавтов средствами, позволяющими сходить в туалет в любой момент космической миссии. Первые мочесборники выглядели как огромные сворачивающиеся презервативы и шли в трех разных размерах. Нужно ли говорить, что устройство подразумевалось только для использования мужчинами? Ни о каких женщинах-астронавтах в то время речи не велось.

Космический мочесборник.

Выполненный из латекса, мочеприемник соединялся с пластиковой трубкой, клапаном на скафандре со специальным зажимом, а также специальной сумкой-мочесборником. Система была далеко неидеальной и иногда давала течи. Однако эти мочеприемники использовались, например, Джоном Гленном в рамках первого для США орбитального космического полета миссии «Меркурий-Атлас-6». Длительность полета составила 4 часа 55 минут.

Во времена «Джемини», второй программы космических полетов в 60-х годах, в NASA стали думать о том, как позволить астронавтам ходить «по-большому». Следует отметить, что первые устройства, предназначавшиеся для этого, выглядели как обычные мешки, прилепленные к пятой точке астронавтов.

Приспособление, которое использовалось в программе «Аполлон» оказалось не многим лучше и удобнее, поскольку в нем по-прежнему использовалась мешочная система. В итоге хождение в туалет в космосе всегда оказывалось настоящим приключением. По этому поводу в NASA даже вели отчет о том, сколько раз тот или иной астронавт ходил в туалет в рамках очередной миссии «Аполлон».

Настоящее время

То, как моются космонавты в космосе сейчас, отличается простотой и скоростью по сравнению со старой школой. Сейчас используются специальные влажные салфетки. Они пропитываются очищающими растворами, не содержат спирта, не имеют запаха. Космонавты протирают салфетками тело, а потом вытираются полотенцем насухо. На станции всегда поддерживается оптимальная температура, люди почти не потеют. Такие ежедневные обтирания прекрасно справляются с гигиеническими функциями. Космонавты чувствуют себя хорошо, остаются свежими и бодрыми.

Для мытья головы придумали специальный шампунь без пены. Его нужно нанести на кожу и волосы, а потом вытереть сухим полотенцем. Смывать шампунь не нужно. Средство отлично очищает, при этом экономит воду. Шампунь под романтическим названием «Аэлита» пришелся по вкусу космонавтам-дамам. Даже в космосе хочется выглядеть хорошо.

Чтобы почистить зубы, обычная земная паста не годится. Рот нужно полоскать, а для этого требуется много воды. Эта проблема решается с помощью космической зубной пасты. Ее можно просто съесть. Стиральной машины на станции нет. Одежда отправляется для стирки на Землю или утилизируется с помощью транспортных кораблей. Твердые отходы просто выбрасываются, и они сгорают в атмосфере.

Туалетный прогресс

Если первые АСУ лишь отдаленно напоминали земной туалет, то десятилетия спустя прогресс стал неминуем. Нынешний российский туалет на МКС и американский на «Шаттле» уже и по удобству пользования, и по внешнему виду близки земным аналогам. Только стоят они гораздо дороже и требуют большего времени для пользования. Во‑первых, при большой нужде надо пристегнуться к стульчаку: это делают не только для удобства, но и потому, что в космическом туалете человек отчасти превращается в снаряд с реактивным двигателем. А во-вторых, в космосе нет системы канализации и космонавтам приходится тратить некоторое время на утилизацию отходов. В российском сегменте МКС мочу консервируют (с помощью 35%-водного раствора серной кислоты), а затем отправляют на Землю. При этом вместо статических сепараторов, где моча впитывается абсорбентом, которые применяются на «Союзах», на МКС используются динамические, где за счет вращения и центробежных сил она подается в емкости для хранения. А на исторической орбитальной станции «Мир» пока что единственный раз в мировой практике была применена система НИИ Химмаш, которая регенерировала из мочи воду.

Космонавты эту воду не пили — из нее вырабатывался кислород для дыхания. Американцы же удаляют мочу за борт, хотя уже разработали аналогичную систему регенерации воды. Но на МКС пока в ней нет надобности.

Твердые отходы — и наши, и американские — возвращают на Землю. Американцы для уменьшения объема твердых отходов высушивали их, соединяя на время с космическим вакуумом, а затем хранили на «Шаттле» до возвращения на Землю. Российские космонавты хранят твердые отходы в контейнерах, а потом отправляют на Землю на транспортном корабле «Прогресс».

Чья система лучше? «Вообще-то, когда американцы разработали туалет для ‘Шаттла», — рассказывает Александр Александрович, — я решил, что они нас обошли. По массово-габаритным показателям их туалет в то время превосходил наши системы, применяемые на орбитальных станциях ‘Салют«. Но опыт показал, что пользоваться нашим туалетом удобней». Например, при первых полетах на «Шаттле» из-за заморозки отходов в открытом космосе, требовавших заметных теплозатрат, после каждого похода в туалет требовался перерыв во времени, и в туалет «выстраивалась очередь» из астронавтов. С «Мира» и МКС доходили слухи, что не только европейцы, но и американцы, имевшие возможность сравнения, предпочтение отдают нашему туалету, а сейчас в отсутствие полетов «Шаттлов» у них не остается выбора: российский туалет пока что единственный на орбите. «Неоднократно представители американских фирм заводили разговоры о возможности нашего участия в изготовлении АСУ для их кораблей и сегмента МКС, — рассказывает Александр Александрович, — но до дела пока не доходило».

В статье рассказывается о том, как космонавты ходят в туалет в космосе и принимают душ, а также по какому принципу устроена космическая канализация и водопровод.

С чего все начиналось?

На заре пилотируемой космонавтики члены экипажей пользовались приспособлениями для сбора продуктов жизнедеятельности. Это были первые прототипы современных подгузников со сменными прокладками. Но гигроскопичные трусы подходили только для коротких полетов. Когда на орбите Земли появились исследовательские станции, инженерам сразу прибавилось работы. Временный дом астронавтов предполагал обязательное наличие санузла, и эксперты вплотную занялись его проектированием.

Процесс создания гигиенического блока осложнялся отсутствием гравитации. Поддерживать ее искусственно ни на кораблях, ни на МКС пока не научились. А ведь без силы притяжения отходы в лучшем случае могут разлететься по отсекам. По худшему сценарию они способны забить систему вентиляции или вызвать короткое замыкание. Предвидя опасность обычных унитазов, специалисты были вынуждены взяться за изобретение идеального ассенизационно-санитарного устройства (АСУ). И им это удалось.

В космосе придется мастурбировать

Астронавты всегда рискуют получить воспаление мочеполовых путей и прочие болезни, находясь в космосе. Мужчины, вероятнее всего, окажутся с простатитом, а женщины получат инфекцию мочевыводящих путей. С 1981 по 1998 год 23 из 508 астронавтов NASA, отправленных в космос, столкнулись с проблемами с мочеиспусканием. Хотя эта статистика свидетельствует о том, что мочеполовые заболевания затрагивают лишь незначительный процент астронавтов, закрывать глаза на эти проблемы не получится, поскольку они могут привести к прекращению космического полета.

Советский Союз выяснил это самым решительным образом, когда в 1985 году космонавту Владимиру Васютину пришлось вернуться на Земля всего через два месяца из запланированных шести. Владимира мучил сильный простатит, который вызывал лихорадку, тошноту и серьезные боли при мочеиспускании.

Марджори Дженкинс, медицинский советник NASA, прояснила, что простатит может быть одним из последствий уменьшения эякуляции. Когда мужчины не эякулируют достаточно часто, бактерии могут накапливаться в предстательной железе и вызывать инфекцию.

Неизвестно, придется ли астронавтам мастурбировать во время космических полетов, но это не значит, что они этого не делали. Один российский космонавт однажды признался, что «занимается сексом с рукой», находясь в космосе. В 2012 году астронавт Рон Гаран рассказал на Reddit, что астронавты действительно получают немного «свободного времени» на Международной космической станции. Когда же его попросили разъяснить, он сказал: «Я могу говорить только за себя, но мы ведь профессионалы».