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WC espacial

WC espacial

Un inodoro espacial , o inodoro de gravedad cero, es un inodoro que se puede usar en un entorno sin peso. 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 de antemano para controlar el olor y limpiar las bacterias. En sistemas más antiguos, las aguas residuales se ventilan en el 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 bacterias, lo que previene problemas de olor y mata a los patógenos.

Antecedentes

Cuando los humanos viajan al espacio, la ingravidez hace que los fluidos se distribuyan uniformemente alrededor de sus cuerpos. Sus riñones detectan el movimiento del fluido y una reacción fisiológica hace que los humanos necesiten aliviarse dentro de las dos horas posteriores a la salida de la Tierra. Como resultado, el inodoro espacial ha sido el primer dispositivo activado en vuelos lanzadera, después de que los astronautas se desabrocharan.

Partes basicas

Diagrama de los elementos del transbordador espacial WCS

Hay cuatro partes básicas en un inodoro espacial: el tubo de vacío de desechos líquidos, la cámara de vacío, los cajones de almacenamiento de desechos y las bolsas de recolección de desechos sólidos. El tubo de vacío para desechos líquidos es una manguera de goma o plástico de 2 a 3 pies (0,91 m) de largo que está unida a la cámara de vacío y conectada a un ventilador que proporciona succión. Al final del tubo hay un recipiente de orina desmontable, que viene en diferentes versiones para astronautas masculinos y femeninos. El receptáculo de orina masculino es un embudo de plástico de dos a tres pulgadas de ancho y aproximadamente cuatro pulgadas de profundidad. Un astronauta masculino orina directamente en el embudo desde una distancia de dos o tres pulgadas de distancia. El embudo hembra es ovalado y tiene dos pulgadas por cuatro pulgadas de ancho en el borde. Cerca del borde del embudo hay pequeños orificios o hendiduras que permiten el movimiento del aire para evitar una succión excesiva. La cámara de vacío es un cilindro de aproximadamente 1 pie (0.30 m) de profundidad y seis pulgadas de ancho con clips en el borde donde se pueden unir las bolsas de recolección de desechos y un ventilador que proporciona succión. La orina se bombea y almacena en cajones de almacenamiento de residuos. Los desechos sólidos se almacenan en una bolsa desmontable hecha de una tela especial que permite que el gas (pero no líquido o sólido) escape, 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, él o ella gira la bolsa y la coloca en un cajón de almacenamiento de desechos. Las muestras de orina y desechos sólidos se congelan y se llevan a la Tierra para su análisis.

Diseños

Sistema de recolección de desechos del transbordador espacial

El inodoro utilizado en el transbordador espacial se llama Waste Collection System (WCS). Además del flujo de aire, también utiliza ventiladores giratorios para distribuir los desechos sólidos para el almacenamiento en vuelo. Los desechos sólidos se distribuyen en un recipiente cilíndrico que luego se expone al vacío para secar los desechos. Los desechos líquidos se ventilan al espacio. Durante STS-46, uno de los ventiladores no funcionó correctamente, y el miembro de la tripulación Claude Nicollier fue requerido para realizar el mantenimiento en vuelo (IFM). Un fracaso completo anterior, en el vuelo de prueba STS-3 de ocho días, obligó a su tripulación de dos hombres (Jack Lousma y Gordon Fullerton) a usar un dispositivo de contención fecal (FCD) para la eliminación y eliminación de desechos.

Estación Espacial Internacional

Hay dos baños en la Estación Espacial Internacional, ubicada en los módulos Zvezda y Tranquility . Utilizan un sistema de succión impulsado por ventilador similar al Space Shuttle WCS. Los desechos líquidos se recolectan en contenedores de 20 litros (5.3 galones estadounidenses). Los desechos sólidos se recogen en bolsas individuales microperforadas que se almacenan en un recipiente de aluminio. Los contenedores llenos se transfieren a Progress para su eliminación. Un compartimiento adicional de desechos e higiene es parte del módulo Tranquility lanzado en 2010. En 2007, la NASA compró un inodoro de fabricación rusa similar al que ya está a bordo de la ISS en lugar de desarrollar uno internamente.

El 21 de mayo de 2008, la bomba separadora de gas líquido falló en el inodoro de 7 años en Zvezda, aunque la porción de desechos sólidos todavía funcionaba. La tripulación intentó reemplazar varias partes, pero no pudo reparar la parte defectuosa. Mientras tanto, utilizaron un modo manual para la recolección de orina. La tripulación tenía otras opciones: usar el inodoro en el módulo de transporte Soyuz (que solo tiene capacidad para unos pocos días de uso) o usar bolsas de recolección de orina según sea necesario. Se envió una bomba de reemplazo desde Rusia en una bolsa diplomática para que el transbordador espacial Discovery pudiera llevarla a la estación como parte de la misión STS-124 el 2 de junio.

El inodoro de la estación espacial soviética / rusa Mir también utilizó un sistema similar al WCS.

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 arrojó el contenido en el espacio (un ejemplo sería la escena del vertedero de orina en la película Apollo 13 ), mientras que la materia fecal se recogió en bolsas especialmente diseñadas. Las instalaciones eran tan incómodas que, para evitar usarlas, los astronautas comieron menos de la mitad de la comida disponible en sus vuelos. La estación espacial Skylab, utilizada por la NASA entre mayo de 1973 y marzo de 1974, tenía una instalación de WCS a bordo que sirvió como prototipo para el WCS de Shuttle, pero también presentaba una instalación de ducha a bordo. El inodoro Skylab, 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 para poder estudiar el equilibrio de calcio en los astronautas.

Incluso con las instalaciones, los astronautas y los cosmonautas de ambos sistemas de lanzamiento emplean la limpieza intestinal previa al lanzamiento y las dietas bajas en residuos para minimizar la necesidad de defecar. El inodoro Soyuz se ha utilizado en una misión de regreso de Mir.

NPP Zvezda es un desarrollador ruso de equipos espaciales, que incluye inodoros de gravedad cero.

La NASA está desarrollando un inodoro espacial de próxima generación llamado Universal Waste Management System (UWMS) para Orion y otras misiones de larga duración. Está previsto que sea más silencioso, más ligero, más confiable, más higiénico y más compacto que los sistemas anteriores. Se planea entregar y probar un artículo de prueba de vuelo del UWMS en la ISS en 2018.