حل مشکل توالت فضاپیمای کرو دراگون؛ تازه‌ترین چالش مهندسی اسپیس ایکس

ناسا از مدار نمی‌تواند با لوله‌کش تماس بگیرد؛ درنتیجه پیش از آنکه فضاپیمای اسپیس ایکس بتواند چهار فضانورد را روز یکشنبه به ایستگاه فضایی بین‌المللی پرتاب کند، مقام‌های این سازمان باید مطمئن شوند که توالت معیوب کرو دراگون تعمیر شده است.

اسپیس ایکس ماه گذشته درجریان اینسپریشن ۴، نخستین مأموریت حامل چهار فضانورد خصوصی به مدار، با سامانه توالت کرو دراگون به مشکل برخورد. در مقاطعی از این مأموریت سه‌روزه، توالت فضاپیما برای سرنشینان دردسرساز شد.

بااین‌حال، ماهیت مشکل رمزآلود به‌نظر می‌رسید. مدیران مأموریت از ارائه جزئیات سرباز زدند و اسپیس ایکس به درخواست‌ها برای اظهارنظر پاسخی نداد. اسکات پوتیت، مدیر مأموریت در اسپیس ایکس در کنفرانسی خبری با خبرنگاران صرفا گفت مشکلاتی در رابطه با سامانه مدیریت پسماند کپسول وجود داشت. جرد آیزاکمن، فرمانده مأموریت اینسپریشن ۴ نیز در گفت‌وگو با سی‌ان‌ان گفت «هیچ‌کس واقعا مایل به ورود به جزئیات ناخوشایند نیست.»

کرو دراگون فضای داخلی بیشتر از مینی‌ون، اما کمتر از سوئیت دارد و فاقد سرویس بهداشتی مناسب است. درعوض، فضاپیما دستگاهی روی سقف خود دارد که فضانوردان می‌توانند از آن برای دفع ادرار و مدفوع استفاده کنند. باید به یاد داشته باشیم که در محیط ریزگرانش، بالا یا پایین مفهومی ندارد. برای اطمینان از حرکت مناسب فضولات انسانی در جهت مناسب در ریزگرانش، دستگاه با به‌کارگیری فن داخلی مکش ایجاد می‌کند. برخی مقام‌ها سربسته گفتند مشکل توالت به فن مربوط بود؛ اظهارنظری که سؤال‌های به مراتب بیشتر برانگیخت.

بااین‌حال، آن‌طور که نیویورک تایمز گزارش می‌دهد، مشکل توالت کرو دراگون دیگر اسرارآمیز نیست. بیل گرستن‌مایر، مقام اسپیس ایکس که پیش‌تر مدیر پروازهای فضایی انسانی در ناسا بود، روز دوشنبه به خبرنگاران گفت لوله‌ای که ادرار را به داخل مخزن هدایت می‌کند، در مأموریت اینسپریشن ۴ شکست و محتویات آن به داخل فن نشت کرد. سپس فن، ادرار را به فضایی محصور زیر کف فضاپیما پاشید. به‌گفته گرستن‌مایر، چهار مسافر درطول مأموریت متوجه مشکل نشدند. او افزود «تا وقتی به زمین بازنگشتیم، واقعا متوجه مشکل نشدیم و خدمه نیز اصلا به آن پی نبردند. وقتی فضاپیما را بازگرداندیم، به کف نگاه انداختیم و آلودگی را زیر آن مشاهده کردیم.»

توالت کپسول کرو دراگون روی سقف نصب شده است.

اسپیس ایکس اکنون مشکل توالت کپسول حامل فضانوردان را برای پرتاب پیش‌رو حل کرده است. به‌گفته گرستن‌مایر، در طراحی جدید هیچ لوله‌ای وجود ندارد که مانند پرواز اینسپریشن ۴ دچار مشکل نشتی شود. انتظار می‌رود ناسا امروز جمعه بازطراحی توالت را تأیید کند.

اما مشکلات توالت به همین‌جا ختم نمی‌شود. کپسول کرو دراگون دیگری که اردیبهشت امسال چهار فضانورد را به ایستگاه فضایی بین‌المللی حمل کرد، دارای سامانه لوله‌کشی یکسان با کپسول اینسپریشن ۴ است. مهندسان اسپیس ایکس نگران بودند که آلودگی مشابه ممکن است در آن فضاپیما رخ داده باشد. بعدا معلوم شد که نگرانی مهندسان به‌جا بود.

گرستن‌مایر در ادامه اظهاراتش گفت فضانوردان ناسا که در ایستگاه سکونت دارند، دستگاه بروسکوپ (کابلی به همراه دوربین کوچک در انتهای آن) را زیر کف کپسول بردند و آثار ادرار را در جاهایی که نباشد باشد، کشف کردند. مقام اسپیس ایکس گفت «بله، نشانه‌هایی از آلودگی زیر کف وجود داشت.»

وجود آلودگی نگرانی‌های تازه برانگیخت. در فضا، ادرار با یک ترکیب بالقوه خورنده به نام اوکسون (پتاسیم پروکسی‌مونوسولفات) ترکیب می‌شود تا آمونیاک را از بین ببرد. آیا ادرار حاوی اوکسون که برای چندین ماه در کف فضاپیما ریخته است، می‌تواند هیچ‌یک از سخت‌افزارهای حیاتی را خراب کرده باشد؟

به‌منظور پاسخ به سؤال، گرستن‌مایر گفت مهندسان اسپیس ایکس روی زمین، قطعات آلومینیوم مشابه با نمونه‌های موجود در فضاپیما را جمع‌آوری کردند و نمونه‌ای از ادرار مخلوط با اوکسون را به‌وجود آوردند. آن‌ها قطعات را خیس کردند و آن‌ها را درون محفظه‌ای قرار دادند که شرایط مرطوب داخل ایستگاه فضایی را برای دوره زمانی طولانی شبیه‌سازی می‌کرد.

حجم پسماند نشت‌کرده درون کپسول اینسپریشن ۴ بسیار بیشتر از آلودگی یافت‌شده در کپسول متصل به ایستگاه فضایی بود؛ زیرا مسافران به‌مدت سه روز از فضاپیما استفاده کردند؛ درحالی‌که فضانوردان پرتاب‌شده به سکونتگاه مداری معمولا تقریبا ۲۴ ساعت در فضاپیما حضور دارند نتایج آزمایش‌های زمینی فعلا مثبت به‌نظر می‌آید. گرستن‌مایر گفت «خوشبختانه یا آگاهانه، ما آلیاژ آلومینیومی را انتخاب کردیم که دربرابر خوردگی بسیار مقاوم است.»

کپسول مورد بحث قرار است همین ماه از ایستگاه فضایی جدا شود و به همراه چهار فضانورد به زمین بازگردد. آزمایش‌های زمینی با اوکسون و ادرار همچنان ادامه خواهد یافت. گرستن‌مایر گفت «چند نمونه دیگر داریم که از محفظه خارج خواهیم کرد.»

صحبت‌های گرستن‌مایر درباره تحقیقات اسپیس ایکس در زمینه توالت کرو دراگون، اظهاراتی کم‌سابقه محسوب می‌شود که نشان می‌دهد چگونه شرکتی خصوصی همچون اسپیس ایکس، مشکلات مهندسی در فضاپیمایی چندمیلیارد دلاری را کشف، مطالعه و برطرف می‌کند. درحال‌حاضر، شناخت عمومی کمی درباره وسایل نقلیه فضایی جدید و اغلب خطرناک وجود دارد؛ زیرا ناسا بخش عمده وظایف خود در زمینه حمل‌ونقل فضایی را به شرکت‌هایی سپرده است که درصدد کاهش هزینه ارسال انسان به فضا هستند.

توالت‌های فضایی از زمان آغاز پروازهای فضایی به‌طرز چشمگیر تکامل یافته‌اند. در برنامه آمریکایی جمنای، فضانوردان مرد در یک پاکت بادشدنی مخروطی‌شکل ادرار می‌کردند. مایع با عبور از لوله به یک سامانه دمنده چندبارمصرف می‌رفت که اغلب دچار نقص عملکرد و سرریز می‌شد؛ زیرا محفظه درحالی‌که فضانوردان از آن استفاده می‌کردند، باید به‌صورت دستی کشیده می‌شد. انجام این کار، نیازمند کمک یک عضو دیگر خدمه بود.

مدیریت پسماند درجریان مأموریت‌های قمری آپولو به‌نحو مشابه پردردسر بود. در مأموریت آپولو ۱۰، پسماند جامد از سامانه پمپی توالت خارج و در فضای کپسول شناور شد. فضانوردان ناسا که روی ماه فرود آمدند، کیسه‌های پسماند توالت را روی سطح قمری رها کردند.

وقتی از رجا چاری، فضانورد ناسا و فرمانده مأموریت پیش‌رو درباره تغییرات سامانه توالت کرو دراگون پرسیده شد، او گفت به تاییدیه ناسا اطمینان دارد. چاری افزود «داده‌های بیشتر همیشه خوب است و هرچه بتوانیم پرواز فضایی را ایمن‌تر کنیم، بهتر است.»