Spazio, Tecnologia

Lo smaltimento dei rifiuti fisiologici nelle nuove tute spaziali: sistemi differenti per uomini e donne

Gli ingegneri della NASA stanno lavorando a una nuova tuta spaziale che include un sistema di smaltimento dei rifiuti a lungo termine, in pratica una vera e propria toilette integrata.

Le nuove tute, denominate OCION (Crew Survival Systems Suit), saranno utilizzate dagli astronauti sulla nuova capsula spaziale della NASA, Orion, che sarà in grado di trasportare essere umani ben oltre l’orbita bassa della Terra. Orion non sarà abbastanza grande da supportare un viaggio di nove mesi verso Marte ma sarà in grado di viaggiare fino all’orbita lunare e ritorno.

La navicella Orion sarà dotata di un bagno ma la NASA sta cercando di prevenire ogni possibile emergenza, compresa la possibilità che la capsula si depressurizzi e gli astronauti debbano rimanere diversi giorni nelle loro tute per sopravvivere, il che significa che gli uomini e le donne dell’equipaggio dovrebbero essere in grado di fare cose come mangiare, urinare e defecare senza togliere la tuta.

 

 Una raccolta di urina dell'era Apollo e un gruppo di trasferimento indossati sopra l'indumento liquido di raffreddamento.
Il sistema di raccolta delle urine dell’era Apollo. Credit: NASA

Oggi sono due i principali tipi di tuta spaziale utilizzati dagli astronauti: tute di volo per il lancio ed il rientro e le gigantesche tute spaziali bianche gonfie (unità di mobilità extraveicolare) utilizzate in attività extraveicolari (EVA o passeggiate nello spazio). Entrambi i tipi di tuta sono dotati dei cosiddetti capi di assorbenza massima (MAG), dei pannolini assorbenti a tutti gli effetti, perché non è previsto che gli astronauti debbano rimanere nelle tute per più di circa 10 ore alla volta (spesso molto meno). Una volta fuori dalla tuta spaziale, gli astronauti usano i servizi a bordo.

Il sistema MAG potrebbe sembrare sgradevole ma le capsule Apollo non erano provviste di servizi igienici. Per la raccolta delle urine, i membri dell’equipaggio indossavano delle simil cuffie che si adattavano al pene come un preservativo, con un tubo all’estremità per raccogliere il liquido che immagazzinato dentro una borsa attaccata all’esterno della tuta. Per la raccolta delle feci si utilizzavano sacche integrate nella tuta di volo stessa. Purtroppo, questo sistema si era rivelato talmente inefficace da obbligare i tecnici a sottoporre gli astronauti a una dieta ricca di proteine ​​per ridurre la quantità di rifiuti che producevano. Gli astronauti erano anche responsabili della chiusura e dello smaltimento delle borse piene. La missione Apollo più lunga durò 12 giorni.

Sistema di trasferimento delle urine Apollo (UTS) con polsino roll-on per un sistema di smaltimento delle urine in-suit.
Sistema di trasferimento delle urine Apollo (UTS) con polsino roll-on per un sistema di smaltimento delle urine in-suit.

Credit: NASA

Alla fine del 2016, la NASA indisse lo “Space Poop Challenge“, un bando aperto per i progetti per un migliore sistema di smaltimento dei rifiuti per tute spaziali ma non ne è uscito nulla di davvero efficace.

Per questa ragione le nuove tute includeranno una borsa fecale molto simile a quella usata nelle tute Apollo e, per gli uomini, useranno anche i cateteri a preservativo, che rimangono l’approccio più semplice e diretto.

Ma un problema che fin dai tempi dell’Apollo non è mai risolto era come realizzare un sistema di raccolta delle urine adatto alle donne. Quando nel 1978 la NASA impiegò le prime donne astronauta, venne adottato il sistema del pannolino, integrato con la toilette a bordo. (Nel 1981, gli ingegneri della NASA presentarono un brevetto per un dispositivo di raccolta delle urine per donne che includeva un inserto vaginale per tenere fuori l’urina, tuttavia non fu mai utilizzato in tute spaziali operative).

In microgravità, i liquidi non fluiscono come fanno sulla Terra; tendono a fondersi e “attaccarsi” alle superfici. Quindi, per esempio, se qualcuno piange nello spazio, le lacrime formeranno delle bolle che “aderiranno” agli occhi o alle ciglia della persona, piuttosto che fluttuare via. La toilette sulla stazione spaziale utilizza un sistema di aspirazione per estrarre i liquidi dal corpo e ogni astronauta utilizza un apparecchietto personale integrato nel sistema.

Per le donne, ovviamente, è un po’ più complicato a causa della conformazione fisica e si deve affrontare il problema dei peli pubici. Questi ultimi rappresentano una sfida perché il liquido tende ad aderirvi in condizioni di microgravità e la persistenza di liquido in quella zona provoca infiammazioni e lacerazioni della pelle.

È possibile che alcuni di questi problemi potrebbero essere evitati se gli astronauti donna si radessero i peli pubici ed utilizzassero pillole anticoncezionali per ridurre la durata delle mestruazioni.

l’obbiettivo è la realizzazione di un design che qualsiasi donna possa utilizzare senza sottostare a requisiti aggiuntivi, anche in previsione di un futuro utilizzo turistico dei viaggi spaziali, quindi la progettazione deve prevedere qualcosa che non sia inficiato dalla presenza di peli pubici, proteggendo al contempo da infezioni del tratto urinario impedendo infiltrazioni di materia fecale.

Un sistema a vuoto esterno potrebbe essere parte della soluzione; idealmente, la naturale differenza di pressione tra la tuta e l’atmosfera circostante potrebbe servire per allontanare feci ed urine dall’astronauta ma un sistema a vuoto potrebbe essere più affidabile.

Il design generale del sistema progettato è simile al sistema a valvole usato dai piloti da caccia donne durante i voli lunghi ed è essenzialmente delle dimensioni di un assorbente, per racchiudere un’intera area.

 

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