В NASA подвели итоги конкурса Space Poop Challenge, в рамках которого участники должны были спроектировать систему утилизации естественных отходов организма для современных скафандров. Три победителя разделили между собой призовой фонд в $30 тыс. Имена победителей были опубликованы на странице конкурса.
Напомним, что конкурс стартовал в октябре 2016 года и длился до 20 декабря. За это время участники предложили более 5000 вариантов системы. Всего было зарегистрировано более 19 тыс. участников и более 150 команд со всего мира, даже из Антарктиды.
Задачей конкурсантов было создать систему, способную утилизировать мочу, кал и менструальную кровь на протяжении шести дней.
В ближайшие 20 лет NASA планирует начать отправлять астронавтов на Марс, и для долговременных экспедиций необходимы скафандры, в которых можно находиться длительное время. Если сейчас, находясь на МКС, в случае поломки туалета на станции астронавты могут в течение нескольких часов вернуться на Землю, то в длительных экспедициях такой возможности уже не будет.
Пока что в скафандрах используются подгузники,
но дольше одного дня в них находиться опасно для здоровья, да и весьма неприятно.
Требования к конкурсантам были невысоки и не предполагали опыта разработок для условий невесомости. Сама же система должна была быть рассчитана на литр мочи, 75 г (и 75 мл по объему) фекалий и 80 мл менструальных выделений на человека в день.
Первое место и $15 тыс. получил офицер ВВС, военный хирург и практикующий терапевт Тэтчер Кардон.
Как он сам отмечает, при работе над проектом он вдохновлялся техниками малоинвазивной хирургии и был настроен не хранить отходы.
«Я никогда не считал хранение отходов организма в костюме хорошим решением, — рассказывает он. — Так что я решил обратиться к таким хирургическим техникам, как лапароскопия, артроскопия или даже эндоваскулярная (с доступом к сосудам через проколы на коже) хирургия — с их помощью можно делать потрясающие вещи через очень маленькие отверстия. Я имею в виду, что если с их помощью можно даже заменить через артерию клапан в сердце, то уж с фекалиями они точно справятся!»
Кардон спроектировал маленький воздушный шлюз в промежности костюма, через который в него можно протащить все что угодно — от подгузников до надувных суден — и затем развернуть. Такой дизайн позволяет астронавтам даже сменить нижнее белье, не снимая скафандр.
Воздушный (атмосферный) шлюз — это устройство, использующееся для сообщения между зонами с разным давлением, составом атмосферы или разными состояниями агрегатного вещества. Оно постепенно выравнивает состояние окружающей среды внутри себя, приводя его в соответствие с условиями, в которые совершается переход. Этот принцип используют, например, на космических станциях или при подводном дайвинге для того, чтобы избежать кессонной болезни. Изображение системы-победителя в NASA предпочли оставить в секрете.
Второе место и $10 тыс. досталось трио из Хьюстона — терапевту, профессору инженерии и стоматологу, который выступал в качестве иллюстратора. Перед тем как остановиться на окончательном варианте, команда выдвинула множество идей, которые впоследствии отвергла — система должна была быть не только функциональной, но и удобной.
Из этих соображений, например, они отказались от введения в тело астронавта катетеров.
В итоге разработчики создали воздушную систему, выталкивающую отходы организма подальше от тела, в специальное хранилище. Воздух поступает в устройство сверху и проталкивает содержимое в широкую трубку в нижней части.
Третье место и $5 тыс. получил британец Хьюго Шелли, разработчик электроустройств. В работе над проектом он руководствовался принципом «чем проще, тем лучше». «Я думаю, нас всех беспокоит, что в космосе что-то может пойти не так, — говорит он. — Поэтому простой дизайн безопаснее». Его устройство встроено в облегающие шорты, которые надеваются под скафандр. В условиях невесомости оно способно отводить отходы жизнедеятельности в контейнеры, закрепленные на шортах, предварительно их дезинфицируя.
На основе проектов-победителей NASA разработает оптимальное решение для ликвидации мочи, крови и фекалий. «Хотелось бы надеяться, что необходимость в использовании этого устройства никогда не возникнет, потому что что-то катастрофическое может произойти лишь по чистой случайности, — делится своими мыслями Дастин Гомерт, ответственный за системы жизнеобеспечения в миссии «Орион». — Но если во время миссии что-то случится и система утилизации отходов сможет выручить экипаж, то она будет на корабле в их распоряжении».
Сейчас инженерам NASA предстоит обдумать, как лучше утилизировать собранные отходы. Шелли отмечает, что
разработки в этой области также будут полезны и для людей, страдающих недержанием или работающих в условиях, где нет возможности использовать туалет.
«Да, довольно забавно думать о таком, но это часть скафандра, а полеты в космос — это невероятно захватывающе, — говорит он. — И нельзя в полной мере насладиться тем, что ты межпланетный путешественник, когда тебе постоянно нужно в туалет, но у тебя нет возможности им воспользоваться».