يعد مرحاض Artemis II بمثابة علامة فارقة في مهمة القمر

أرتميس الثانييعتبر مرحاض القمر أحد المعالم البارزة في مهمة القمر

بواسطة ك ر كالاواي حرره لي بيلينغز

عندما وصل رواد الفضاء لأول مرة إلى القمر، فعلوا ذلك بدون مرحاض. كان نظام الأكياس والممرات البلاستيكية الخاص ببرنامج أبولو غير عملي وفوضوي للغاية، لدرجة أن أفراد الطاقم وجدوه “مرفوضًا” و”مقيتًا”، وفقًا لتقرير لاحق لوكالة ناسا. ولكن الآن، بعد مرور أكثر من نصف قرن على آخر رحلات القمر المأهولة ومشاكل المراحيض، أصبح رواد الفضاء الأربعة التابعون لناسا أرتميس الثاني ستنطلق المهمة مع حمام أكثر سلاسة.

تم إنشاء النظام العالمي لإدارة النفايات (UWMS) التابع لوكالة الفضاء – والذي يطلق عليه بالعامية “المرحاض” فقط – لحل مشاكل الحمام الطويلة الأمد التي يواجهها رواد الفضاء ولتقديم تجربة حمام مألوفة على الحدود النهائية. سيتم الآن تدليل رواد الفضاء القمريين بوسائل الراحة التي تشمل مقابض لمساعدتهم على البقاء ثابتين في الجاذبية الصغرى، ونظام يمكنه التعامل مع كل من البول والبراز في وقت واحد، وأجهزة جمع البول التي تناسب رواد الفضاء من الذكور والإناث، وحتى باب للوهم المفيد بالخصوصية في كبسولة الطاقم الضيقة.

التصميم الجديد استغرق أكثر من عقد من الزمن. أبرمت شركة البنية التحتية الفضائية Collins Aerospace لأول مرة عقدًا مع وكالة ناسا لتطوير المشروع في عام 2015. وفي ذلك الوقت، تغلب علماء المشروع على المشكلات الأساسية المتعلقة بالمراحيض الفضائية السابقة أثناء تصور وتلبية الاحتياجات المستقبلية بحيث يتم استخدام نفس النظام الذي يستخدمه البشر. أرتميس الثاني يمكن تكيف رواد الفضاء للقيام بمهمات القمر والمريخ في العقود القادمة.

حول دعم الصحافة العلمية

إذا كنت تستمتع بهذا المقال، ففكر في دعم صحافتنا الحائزة على جوائز من خلال الاشتراك. من خلال شراء اشتراك، فإنك تساعد على ضمان مستقبل القصص المؤثرة حول الاكتشافات والأفكار التي تشكل عالمنا اليوم.

تقول ميليسا ماكينلي، مديرة المشروع والباحثة الرئيسية لفريق UWMS التابع لناسا: “أعتقد أن إدارة النفايات هي تطور في التصميم”. “لقد تم بناء المرحاض على تصميمات من أبولو والمكوك الفضائي وحتى محطة الفضاء الدولية… هناك الكثير من التعلم الذي يتطلبه الأمر.”

في الأرباع الضيقة لكبسولات طاقم أبولو، كان رواد الفضاء يربطون أكياسًا وأنابيب بلاستيكية ذات إطار لاصق كلما اضطروا إلى التغوط أو التبول. كان ربط الأكياس الصعبة أمرًا صعبًا بدرجة كافية في ظروف انعدام الوزن، لكن كان على رواد الفضاء أيضًا خلط حزمة مبيد الجراثيم يدويًا لمنع تراكم البكتيريا والغازات داخل الكيس المغلق.

كان النظام عرضة للتسريبات، كما حدث أثناء أبولو 10 المهمة، عندما لاحظ رواد الفضاء “غائطًا يطفو في الهواء”، وأثناء الرحلة أبولو 8 المهمة، عندما كان على الطاقم مطاردة نقاط القيء والبراز التي هربت إلى المقصورة. أشار تقرير لوكالة ناسا صدر بعد انتهاء مهمات أبولو إلى أن التخلص من النفايات “يجب أن يُعطى علامات سيئة” عندما يتعلق الأمر برضا الطاقم.

وقال رائد الفضاء كين ماتينجلي خلال المؤتمر: “كنت أرغب في أن أكون أول رجل يصل إلى المريخ”. أبولو 16 المهمة، بعد وصف النظام. “لقد أقنعني هذا أنه إذا أردنا الذهاب إلى أبولو، فلن أكون مهتمًا”.

بناءً على هذه المراجعات اللاذعة، عرف علماء ناسا أنه يتعين عليهم إنشاء نظام أكثر بساطة. وفي نهاية المطاف، يقول ديفيد مونز، مؤرخ العلوم والتكنولوجيا في جامعة مدينة نيويورك: “إن المرحاض عبارة عن نظام ذو مهمة حرجة، فإذا تعطل، فإن المهمة بأكملها معرضة للخطر”.

لذا، قبل برنامج المكوك الفضائي، صمموا مرحاضًا يمكنه العمل في بيئة منخفضة الجاذبية. كان يشبه إلى حد كبير مرحاضًا أرضيًا نموذجيًا ولكنه تطلب من رواد الفضاء ربط واستخدام خرطوم فراغ لمنع النفايات من الطفو مرة أخرى إلى المركبة الفضائية.

استخدمت المراحيض المبكرة في كل من مكوك الفضاء ومحطة الفضاء الدولية (ISS) نظام التفريغ هذا، مع الاختلاف الرئيسي وهو أن نموذج محطة الفضاء الدولية أعاد تدوير بعض مياه الصرف الصحي، في حين أن نسخة مكوك الفضاء قامت بتنفيسها إلى الفضاء. تم تحسين كلا النظامين بشكل ملحوظ مقارنة بـ “المراحيض” في سنوات أبولو، لكن لا تزال هناك قيود كبيرة. لم يتم بناؤها مع أخذ التشريح الأنثوي في الاعتبار ولم تتمكن من معالجة البول والبراز في نفس الوقت، وعلى الرغم من أنها وفرت بعض مظاهر الخصوصية بستارة، إلا أنه لم يكن هناك باب متين بعد.

إن UWMS هو تتويج هندسي للطيران لكل هذه المشاكل المكبوتة في تجربة المستخدم. إن تصميمه الخفيف الوزن والموحد، المصنوع بتقنية ثلاثية الأبعاد من التيتانيوم، يعني أنه يمكن تركيبه بسهولة في العديد من أنواع المركبات الفضائية المختلفة، بما في ذلك محطة الفضاء الدولية، وكبسولة أوريون لمهمات أرتميس، والمركبات المستقبلية المحتملة التي لم يتم بناؤها بعد.

تم اختبار الإصدار الأول من UWMS على محطة الفضاء الدولية في عام 2020، وتم الانتهاء من التثبيت النهائي في عام 2021. وقد تميز بأنظمة البول والبراز التي يمكن استخدامها في وقت واحد، وتعديلات لجعل هذه الأنظمة أكثر للجنسين وباب الحمام المرغوب فيه. مع مزيد من التعديلات لمساعدة نفس النظام على العمل في مهمة قمرية، تم أيضًا تثبيت نسخة من UWMS في كبسولة أوريون لـ أرتميس الثاني، أول إطلاق مأهول للبرنامج – وكان علماء مشروع UWMS على حافة مقاعدهم، حريصين على معرفة ما إذا كان رواد الفضاء الأربعة في المهمة راضين عن التصميم.

يقول ماكينلي: “أنا متحمس جدًا لأن يستخدم الطاقم هذا”. “سنعرف الكثير عندما تعود هذه المهمة…. إنها حقًا ستقود (إدارة النفايات) في مهام Artemis المستقبلية والحملة القمرية، بالإضافة إلى حملة المريخ القادمة.”

حان الوقت للدفاع عن العلم

إذا استمتعت بهذا المقال، أود أن أطلب دعمكم. العلمية الأمريكية لقد عمل كمدافع عن العلوم والصناعة لمدة 180 عامًا، وربما تكون اللحظة الحالية هي اللحظة الأكثر أهمية في تاريخ القرنين.

لقد كنت العلمية الأمريكية مشترك منذ أن كان عمري 12 عامًا، وقد ساعد ذلك في تشكيل الطريقة التي أنظر بها إلى العالم. SciAm يثقفني ويسعدني دائمًا، ويلهمني شعورًا بالرهبة تجاه عالمنا الواسع والجميل. وآمل أن يفعل ذلك بالنسبة لك أيضا.

إذا كنت الاشتراك في العلمية الأمريكيةأنت تساعد في ضمان أن تغطيتنا تركز على البحث والاكتشاف الهادف؛ وأن لدينا الموارد اللازمة للإبلاغ عن القرارات التي تهدد المختبرات في جميع أنحاء الولايات المتحدة؛ وأننا ندعم العلماء الناشئين والعاملين على حد سواء في وقت لا يتم فيه الاعتراف بقيمة العلم نفسه في كثير من الأحيان.

وفي المقابل، تحصل على الأخبار الأساسية، ملفات بودكاست آسرة، ورسوم بيانية رائعة، لا يمكنك تفويت النشرات الإخبارية ومقاطع الفيديو التي يجب مشاهدتها، ألعاب التحدي، وأفضل الكتابة والتقارير في عالم العلوم. يمكنك حتى إهداء شخص ما اشتراكًا.

لم يكن هناك وقت أكثر أهمية بالنسبة لنا للوقوف وإظهار أهمية العلم. آمل أن تدعمونا في تلك المهمة.