חיי היומיום בחלל: איך חיים, מתרחצים ואוכלים במסלול סביב כדור הארץ ולמה אין שם טונות של מים

חיי היומיום בחלל שונים מאוד מסרטי המדע הבדיוני. בתחנת החלל הבין-לאומית (ISS) אין את הנוחות המוכרת לנו, וכל ליטר מים וכל גרם של מטען מחושבים לפרטי פרטים. הסיבה העיקרית היא מיקרו-כבידה והעלות העצומה של הובלת מטענים למסלול.

אנחנו מפרקים לגורמים איך נראה יום רגיל של קוסמונאוט ואסטרונאוט.

1. איך הם מתרחצים? (מקלחת בחוסר משקל היא קטסטרופה)

בתחנת החלל הבין-לאומית אין תאי מקלחת. אילו הקוסמונאוט היה פשוט פותח את הברז, המים, בשל מתח הפנים, לא היו נופלים על הרצפה אלא עוטפים את גופו בשכבה דקה ורוטטת שעלולה הייתה לחדור לדרכי הנשימה ולגרום לחנק. בנוסף, טיפות מים שהיו חודרות למערכת האוורור או למכשירים חשמליים היו עלולות לגרום לקצר בציוד.

כך מתבצעת ההיגיינה:

• גוף: הקוסמונאוטים משתמשים במגבונים לחים רגילים ובג'לים מיוחדים לרחצה ללא מים שאינם דורשים שטיפה. מורחים את הג'ל על הגוף, משפשפים ואז מנגבים במגבת.
• שיער: גם השמפו הוא ללא מים. מורחים אותו על השיער, מעסים את עור הקרקפת ומנגבים במגבת.
• גילוח: הגברים מתגלחים במכונות גילוח חשמליות תוך שימוש חובה בשואב אבק מיוחד השואב את השערות שנגזרו כדי שלא ירחפו בתחנה.
• שיניים. משתמשים במברשת שיניים ובמשחה רגילות. מרטיבים את המברשת ב-2-3 טיפות מים משקית השתייה. לאחר הצחצוח לא שוטפים את הפה – את הקצף או שבולעים (המשחה בטוחה לשימוש) או שיורקים לתוך מגבון נייר. בעזרת המגבון גם מנגבים היטב את הפה ואת המברשת. מגבונים משומשים לא נזרקים לפח – הם נארזים בשקיות אטומות חסינות מים יחד עם שאר האשפה. לאחר השימוש שוטפים את המברשת בטיפת מים נוספת, מנגבים במגבון ומניחים במכל אחסון אישי.

2. איך מכבסים בגדים? (מכונת כביסה היא מותרות)

תשובה קצרה: הם לא. בתחנת החלל הבין-לאומית אין מכונות כביסה. המים כבדים מדי, והובלתם למסלול עולה הון עתק.

מה עושים עם הבגדים: הקוסמונאוטים לובשים את הבגדים עד שהם מתלכלכים או מקבלים ריח של זיעה. לאחר מכן אורזים את הבגדים בשקיות אטומות ושולחים אותם למכל האשפה. יחד עם חלליות המטען שסיימו את תפקידן (פרוגרס או סיגנוס), הבגדים ה"מלוכלכים" הללו נשרפים בשכבות האטמוספירה הצפופות. יוצא מן הכלל: לאחרונה NASA בחנה שקיות ניסיוניות מיוחדות, שבהן ניתן להשרות מדים וגרביים עם כמות קטנה של חומר ניקוי מיוחד, אך זהו יותר בגדר ניסוי. ב-99% מהמקרים, בגדי החלל הם חד-פעמיים.

3. איך הם הולכים לשירותים? (זה לא עובד על כוח כבידה, אלא על יניקה)

בכדור הארץ, המים באסלה שוטפים את הפסולת למטה בזכות כוח הכבידה. בחלל, העיקרון הזה לא עובד. שירותי החלל הם, למעשה, שואב אבק עוצמתי עם מערכת משפכים בגדלים שונים.

• צרכים קטנים: האסטרונאוטים משתמשים בצינור מיוחד עם פיה בצורת משפך. זרם האוויר פשוטו כמשמעו שואב את השתן, ומונע ממנו לעוף החוצה.
• צרכים גדולים: על מושב האסלה יש פתחים בקטרים שונים. על הקוסמונאוט לפגוע בדיוק במטרה, אחרת... התוצאות יהיו עגומות עבור כל התחנה. הפסולת מגיעה לשקיות אישיות, שנאטמות ונדחסות באופן אוטומטי על ידי זרם האוויר.
• לאן זה הולך? פסולת מוצקה נארזת במכלים, שנשרפים באטמוספירה יחד עם האשפה. אבל השתן נשלח אל מערכת מחזור ועובר תהליך טיהור מורכב ביותר.

לאן הולכת התוצאה?

ביציאה ממערכת רב-שלבית זו מתקבלים מים מזוקקים נקיים מבחינה כימית. הם מוזרמים למכל חיץ כללי של התחנה ומשולבים במעגל הסגור של מערכות תמיכת החיים.

4. שותים הרבה מים. זה אומר שיש על הסיפון טונות של מים?

לא, אין טונות של מים על הסיפון. והנה הסיבה.

עלות הובלת קילוגרם אחד של מטען ל-ISS נעה בין $2 000 ל-$5 000 (תלוי במשגר). קוסמונאוט זקוק לכ-2–3 ליטרים של מי שתייה ביום, פלוס מים להכנת אוכל וללחות האוויר. במהלך שנה, צוות של 6 אנשים שותה ומשתמש בכ-5-6 טונות של מים. להביא נפח כזה מכדור הארץ פירושו לבזבז עשרות מיליוני דולרים רק על מים.

מאין מגיעים המים? מכל דבר! ב-ISS פועלת מערכת תמיכת חיים במעגל סגור (ECLSS), שהיא פלא הנדסי. היא ממחזרת לחות ביעילות של כ-98%.

1.    שתן: צנטריפוגה מיוחדת מפרידה את המים מהשתן. לאחר טיהור כימי ותרמי מורכב ביותר (הכולל טיפול בכור עם תחמוצת אבץ ויוני כסף), הם הופכים לצלולים כבדולח.

2.    זיעה ונשימה: בני אדם מזיעים ופולטים אוויר לח בנשימה. מערכת מיזוג האוויר אוספת את העיבוי הזה מהאטמוספירה של התחנה.

3.    היגיינה: גם הלחות שנותרה על מגבונים לחים ומגבות מופקת מחדש.

כל הנוזלים שנאספו עוברים דרך מסננים רב-שלביים ומערכות מינרליזציה, ומחוטאים באמצעות יוד. בראש ובראשונה, המים האלה משמשים לצרכים טכניים קריטיים:

• הפקת חמצן: מים מזוקקים מוזרמים למערכות אלקטרוליזה. תחת השפעת זרם חשמלי, מולקולת המים מתפרקת, והתחנה מקבלת חמצן נקי המשמש את הצוות לנשימה.
• מעגלים טכניים: המים משמשים לתחזוקת מערכות הקירור, להעלאת הלחות באוויר ולמערכות הנדסיות פנימיות אחרות של התחנה.

סיכום: הקוסמונאוטים שותים מים שרמת הטיהור שלהם עולה פי כמה על זו של כל מים בבקבוקים בכדור הארץ. כפי שמתלוצצים האסטרונאוטים עצמם: ״הקפה של אתמול הוא הקפה של היום״.

הקוסמונאוטים שותים כמות מים זהה לזו של בני אדם בכדור הארץ (כ-2-3 ליטרים). אך הם אינם שומרים טונות של מים במכלים. הם באופן רציף יוצרים אותה מהפסולת של עצמם, ובכך הופכים את חיי היומיום בחלל למערכת המיחזור המושלמת ביותר בכדור הארץ.

5. מה הם אוכלים? (הלחם אסור בתכלית האיסור)

האוכל בחלל כבר מזמן אינו רק ״מחית בשפופרות״. כיום, התפריט של הקוסמונאוטים כולל מאות פריטים: מרקים, בורשט, בשר, דגים, קינוחים ופירות טריים (שנאכלים, עם זאת, בימים הראשונים לאחר הגעתם).

הכלל החשוב ביותר במטבח החלל — בלי פירורים! אם בכדור הארץ פירור לחם נופל על השולחן, הרי שבתנאי חוסר משקל הוא ירחף בכל רחבי המודול. פירורים עלולים להיכנס לעיניו של קוסמונאוט או, גרוע מכך, להיתקע במסנני האוורור ולגרום לתקלות בציוד. לכן, במקום לחם, הקוסמונאוטים אוכלים טורטיות (לחם שטוח). מהן ניתן להכין כריכים, והן אינן מתפוררות.

האוכל מסופק בשתי צורות עיקריות:

1.    מיוצבת תרמית (באריזות פאוץ' גמישות, בדומה למזון תינוקות או למנות קרב).

2.    מיובשת בהקפאה (מיובשת). לפני האכילה, מזריקים מים חמים לתוך השקית באמצעות מזרק דרך פתח מיוחד.

תבלינים (מלח, פלפל, רטבים) מסופקים בצורה נוזלית בשקיות קטנות, מכיוון שאבקה יבשה פשוט תתפזר באוויר.

6.    איך ישנים בחוסר משקל (ולא מתעופפים בשינה)

בתנאי חוסר משקל הגוף מרחף בחופשיות, ולכן אי אפשר פשוט לשכב במיטה כמו בכדור הארץ — במהלך הלילה הקוסמונאוט עלול להיסחף למודול אחר או להיתקל בציוד.

מקום הלינה ב-ISS

לרשות כל אחד מחברי הצוות עומד תא אישי — בערך בגודל של תא טלפון. בפנים:

• שק שינה, המחובר לקיר (בצורה אנכית, אופקית או אפילו הפוך — בתנאי חוסר משקל אין לכך חשיבות)
• שולחן קטן עם מחשב נייד
• חפצים אישיים: תמונות משפחתיות, אוזניות, ספרים
• סבכת אוורור — בלעדיה הפחמן הדו-חמצני שפולט הישן בנשימתו מצטבר סביב הראש ועלול לגרום לחנק

איך הם מקבעים את עצמם?

1.    נכנסים לתוך שק השינה ורוכסים את הרוכסן

2.    מהדקים את השק ברצועות לקיר או לתקרת התא

3.    את הידיים או שמכניסים לתוך השק, או שמשאירים בחוץ — יש אסטרונאוטים שאוהבים שהידיים שלהם צפות בחופשיות בזמן השינה (זה נראה קצת מצמרר, אבל זה נורמלי לחלוטין)

4.    את הראש מקבעים באמצעות רצועה, אחרת הוא ינוע מצד לצד ויפריע לישון

מאפייני השינה בחלל

• אין צורך בכריות — הראש ממילא אינו מפעיל לחץ על המשטח
• ישנים 7-8 שעות, כמו בכדור הארץ
• חולמים חלומות, אך אסטרונאוטים מציינים כי בשל היעדר כוח הכבידה, החלומות נוטים להיות חיים ומוזרים יותר
• רעש — המהום קבוע של מאווררים וציוד (כ-60 דציבלים), לכן כולם ישנים עם אטמי אוזניים
• זריחות ושקיעות — במסלול של תחנת החלל הבינלאומית השמש זורחת ושוקעת כל 90 דקות (16 פעמים ביממה), לכן סוגרים את חלונות התצפית בווילונות לקראת הלילה

מה אומרים האסטרונאוטים?

רבים מציינים כי השינה בחוסר משקל נוחה יותר מאשר בכדור הארץ:

• אין לחץ על עמוד השדרה ועל המפרקים
• הגוף רפוי לחלוטין
• אין צורך להתהפך — מספיק להניע קלות את היד כדי לשנות תנוחה

אך יש גם חסרונות: תחושה שאתה נופל (המוח מפרש את חוסר המשקל כנפילה חופשית), והרעש הקבוע של האוורור.

7. תרגילים גופניים במסלול — אינם רק דרך לשמור על כושר, אלא צורך חיוני. בתנאי מיקרו-כבידה (חוסר משקל), שריריו ועצמותיו של האדם מפסיקים לחוות את העומס הרגיל. ללא אימון, האסטרונאוט יאבד במהירות מסת שריר, ועצמותיו יהפכו לשבירות (בשל בריחת סידן), ועם חזרתו לכדור הארץ הוא פשוט לא יוכל לעמוד וללכת בכוחות עצמו.

כדי למנוע זאת, צוות תחנת החלל הבינלאומית מקדיש לאימונים כ-2–2.5 שעות בכל יום.

כך בנוי התהליך ועל מה מתאמנים האסטרונאוטים:

1. שלושת מכשירי הכושר העיקריים בתחנת החלל הבינלאומית

מכיוון שבחלל אין משקל, משקולות יד ומוטות רגילים אינם מועילים. המהנדסים נאלצו ליצור ציוד ייחודי:

• מסילת כושר (T2 / COLBERT): בלתי אפשרי לרוץ בחוסר משקל — דחיפה אחת ואתה עף לתקרה. לכן האסטרונאוטים רצים בתוך רתמת ריסון מיוחדת (מערכת רצועות). רתמה זו, באמצעות מותחני גומי, ממש "מצמידה" את הרץ אל משטח המסילה, תוך הדמיה של משקל גופו. בנוסף, המסילה תלויה על מערכת מורכבת של קפיצים ובולמי זעזועים, כדי שהוויברציות מהריצה לא ירעידו את התחנה כולה ולא יפריעו לעבודתם של מכשירים רגישים.
• מכשיר כוח (ARED): זהו המתקן המורכב ביותר, המדמה מוט משקולות ומכשירי הרמת משקולות. במקום פלטות ברזל, נעשה בו שימוש ב- צילינדרים של ואקום וגלגלי תנופה. אלו יוצרים התנגדות שניתן לווסת מעשרות ועד מאות קילוגרמים. בעזרתו האסטרונאוטים מבצעים סקוואטים, דדליפט ולחיצות. הדבר קריטי, שכן דווקא העומס הצירי על השלד מונע אובדן של צפיפות העצם.

2. מאפייני התהליך עצמו

האימונים בחלל שונים מאוד מאלו שבכדור הארץ בשל הפיזיקה של חוסר המשקל:

• בעיית הזיעה: על כדור הארץ הזיעה ניגרת מטה או מתאדה. בחלל, בשל היעדר קונבקציה (אוויר חם אינו עולה מעלה), הזיעה אינה מתאדה ואינה ניגרת. היא מצטברת לטיפות דביקות גדולות הנדבקות לעור ולעיניים ועלולות לסתום את האף. לכן האסטרונאוטים מתאמנים בחליפות מיוחדות בעלות מערכת אוורור או מנגבים את עצמם במגבות ללא הרף.
• היגיינה ובטיחות: לאחר כל אימון, כל הציוד מנוגב בקפידה במטליות חיטוי. טיפות זיעה שנותרו על ידיות האחיזה עלולות לא רק להפוך לחממה לחיידקים בחלל הסגור של התחנה, אלא גם לחדור למערכת האוורור או לרכיבים אלקטרוניים ולגרום לקצר חשמלי.

משלחת סטנדרטית לתחנת החלל הבינלאומית:

האפשרות הקלאסית — כ- 6 חודשים (180 ימים). זהו משך הזמן העיקרי עבור מרבית האסטרונאוטים והקוסמונאוטים. שיא של טיסה רצופה אחת (בתולדות האנושות): ואלרי פוליאקוב (רוסיה) — 437 יממות בתחנת החלל "מיר" מינואר 1994 עד מרץ 1995. כלומר, ב"תנאים ספרטניים" כאלה הם שוהים לא 10 עשרה ימים, אלא זמן רב למדי.

הפרדוקס המרכזי של חיי היומיום בחלל: ככל שהאנושות מתרחקת מכדור הארץ, כך היא נאלצת להסתמך יותר על הפסולת של עצמה. קוסמונאוט במסלול אינו רק חוקר, אלא חוליה חיה במערכת המעגל הסגור המשוכללת ביותר על פני כדור הארץ. כפי שמתלוצצים האסטרונאוטים עצמם: "התה של אתמול הוא החמצן של היום".