Chiếc bồn cầu hàng triệu đô NASA đưa lên trạm vũ trụ quốc tế có gì đặc biệt?

Phi hành gia NASA Serena Auñón-Chancellor và nhà vệ sinh trên trạm vũ trụ hiện nay

NASA sẽ vận chuyển một chiếc toilet hoàn toàn mới lên trạm vũ trụ quốc tế ISS để các phi hành gia thử nghiệm, trước khi nó được sử dụng cho các sứ mệnh lên Mặt Trăng hoặc Sao Hỏa trong tương lai. Đây là một trong những bước chuẩn bị để thực hiện sứ mệnh đưa các phi hành gia trở lại mặt trăng kể từ năm 1972.

Để thực hiện dự tính này, Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ NASA có nhiều kế hoạch, đầu tiên là việc cử phi hành gia thực hiện chuyến bay 10 ngày quanh mặt trăng vào năm 2023 bằng con tàu vũ trụ Orion của họ. Sau đó là sứ mệnh đưa con người lên bề mặt mặt trăng vào năm 2024.

Và một trong những điều khá quan trọng ở những nhiệm vụ đó chính là việc các phi hành gia cần bồn cầu để đi vệ sinh trong môi trường không trọng lực.

Điều này đặt ra một thách thức cho Jason Hutt, trưởng nhóm kỹ thuật cho viên tàu vũ trụ Orion. Thiết bị vệ sinh trên tàu Orion được gọi là Hệ thống Quản lý Chất thải Đa năng (UWMS), có thể hoạt động trong phạm vi giới hạn của tàu vũ trụ mà không tạo ra mùi hôi hay lộn xộn nào.

Tàu Orion chỉ có tổng chiều dài bằng một chiếc xuồng máy nhỏ mà chứa tới 4 người trưởng thành, do đó hệ thống này phải nhỏ gọn, hiệu quả, không quá hôi, chứa hết chất thải trong gần một tháng.

Jason Hutt chia sẻ rằng: "Mùi trên tàu tương tự như những gì tạo ra khi bạn lấy một vài chiếc tã bẩn, mọt ít giấy gói thực phẩm dùng trong lò vi sóng, một túi chống nôn đã qua sử dụng và một vài chiếc khăn thấm mồ hôi, tất cả bỏ vào thùng rác kim loại cũ và đem hơ trong nắng hè khoảng 10 ngày. Sau đó hãy mở ra và hít một hơi".

Bồn cầu mới được đưa lên Trạm vũ trụ quốc tế ISS lần này sẽ được lắp đặt bên cạnh một trong những nhà vệ sinh hiện tại trên trạm để các phi hành gia thử nghiệm.

Chiếc bồn cầu hàng triệu đô NASA đưa lên trạm vũ trụ quốc tế có gì đặc biệt?

Thiết kế UWMS mới không quá khác biệt so với các nhà vệ sinh khác từng được đưa vào không gian. Do không có trọng lực nên chất thải không thể tự trôi xuống như trên mặt đất, các phi hành gia phải sử dụng quạt có động cơ để hút nước tiểu và phân.

Phân sẽ vẫn được lưu trữ trên Orion cho đến khi con tàu quay trở lại Trái Đất. Nhưng diện tích có hạn, sẽ không đủ chỗ để chứa nước tiểu, trong khi tàu vũ trụ cũng không thể tái chế thành nước dùng được qua hệ thống lọc theo cách mà trạm vũ trụ từng làm. Do vậy, các phi hành gia tàu Orion có thể sẽ để lại nước tiểu của họ vào không gian, nơi nhiệt độ là âm 235 độ C, nó sẽ đóng băng và lơ lửng mãi mãi.

Trước đây, các phi hành gia NASA trên tàu con thoi từng đi tiểu vào không gian. Nhưng trong những chuyến bay đó, nước tiểu đóng băng ngay lỗ thoát. Lần này, các kỹ sư đang thêm máy sưởi vào hệ thống để ngăn chặn sự đóng băng ngay lập tức như vậy.

Vì Orion nhỏ và yêu cầu về trọng lượng cực kỳ nghiêm ngặt nên nhà vệ sinh phải nhẹ, cũng như các thiết bị bên trong như quạt và động cơ. Nhưng vì động cơ nhỏ mà cần lực hút mạnh nên sẽ tạo ra tiếng ồn lớn. Hơn nữa, Orion chủ yếu được làm bằng hợp kim nhôm nên tiếng ồn của quạt quay và tiếng máy móc sẽ kêu vang vọng khắp con tàu.

Một vấn đề khác mà các kỹ sư phải đối mặt đó chính là việc khử mùi hôi thối. Bộ lọc mà NASA sử dụng giải quyết chuyện này là phải hiệu quả nhưng nhỏ gọn để không gây thêm quá nhiều trọng lượng.

Jason Hutt cho biết: "Nếu xuất hiện mùi hôi trên tàu, các phi hành gia có rất ít lựa chọn để khử mùi. Họ không thể tùy ý mở cửa sổ bất cứ khi nào có mùi".

Trong khi đó, NASA không cho phép sử dụng các chất khử mùi hóa học, như Febreze, trên tàu vũ trụ vì chúng sẽ gây ô nhiễm không khí, có khả năng gây hại cho các phi hành gia bên trong. Các hộp điều áp cũng không được phép sử dụng vì chúng có nguy cơ phát nổ.

Nhóm của Jason Hutt đã thử nghiệm nhiều máy khử mùi khác nhau nhưng cho đến nay, loại an toàn nhất là than hoạt tính, một loại than dạng bột có khả năng hấp thụ mùi mà không cần dùng điện hoặc hóa chất. Các chuyên gia có thể sẽ đưa than hoạt tính vào bộ lọc trong hệ thống thông gió của tàu.

Hoàng Dung (lược dịch)