Het leven in de ruimte: hoe men wast, eet en leeft in een baan om de aarde en waarom er geen tonnen water zijn

Het dagelijks leven in de ruimte verschilt hemelsbreed van wat we in sciencefictionfilms zien. In het internationale ruimtestation (ISS) ontbreken de vertrouwde gemakken, aangezien elke liter water en elke gram vracht tot in de kleinste details is berekend. De voornaamste redenen hiervoor zijn de microzwaartekracht en de kolossale kosten voor het transport van goederen naar een baan om de aarde.

We leggen stap voor stap uit hoe een gewone dag van een kosmonaut of astronaut eruitziet.

1. Hoe wassen ze zich? (Een douche in gewichtloosheid is een ramp)

In het ISS zijn geen douchecabines te vinden. Als een ruimtevaarder simpelweg de kraan zou opendraaien, zou het water door de oppervlaktespanning niet naar beneden vallen, maar zich als een dikke, trillende film om het lichaam hechten, wat verstikking kan veroorzaken als het in de luchtwegen terechtkomt. Bovendien zouden waterdruppels die in het ventilatiesysteem of bij elektrische apparatuur belanden, kortsluiting kunnen veroorzaken.

Zo werkt de persoonlijke hygiëne:

• Lichaam: Ruimtevaarders maken gebruik van gewone vochtige doekjes en speciale douchegels zonder water die niet afgespoeld hoeven te worden. De gel wordt op het lichaam aangebracht, ingewreven en vervolgens met een handdoek afgeveegd.
• Haar: Er wordt ook een waterloze shampoo gebruikt. Men brengt deze aan op het haar, masseert de hoofdhuid en droogt het af met een handdoek.
• Scheren: Mannen scheren zich met een elektrisch scheerapparaat voorzien van een verplicht afzuigsysteem, dat de afgeknipte haartjes opvangt zodat ze niet door het station zweven.
• Tanden. Ze gebruiken een normale tandenborstel en tandpasta. De borstel wordt bevochtigd met 2 tot 3 druppels water uit een drinkzakje. Na het poetsen spoelen ze hun mond niet; het schuim wordt ofwel doorgeslikt (de pasta is veilig) of in een papieren servet gespuugd. Met dat servet worden de mond en de borstel ook zorgvuldig afgeveegd. Gebruikte servetten worden niet zomaar weggegooid, maar samen met ander afval in luchtdichte, waterdichte zakken verpakt. De tandenborstel wordt na gebruik met nog een druppel water gespoeld, afgedroogd met een servet en opgeborgen in een eigen bewaardoos.

2. Hoe wordt de kleding gewassen? (Een wasmachine is pure luxe)

Het korte antwoord is: helemaal niet. Er zijn geen wasmachines aan boord van het ISS. Water is simpelweg te zwaar en het transport ervan naar de ruimte kost astronomische bedragen.

Wat er met de kleding gebeurt: Ruimtevaarders dragen hun kleding totdat deze vuil is of naar zweet gaat ruiken. Daarna wordt de kleding in luchtdichte zakken verpakt en in de vuilcontainer geplaatst. Samen met afgedankte vrachtschepen (zoals de Progress of Cygnus) verbrandt deze "vuile" was in de dichte lagen van de atmosfeer. Uitzondering: Onlangs testte NASA speciale experimentele zakken waarin uniformen en sokken geweekt kunnen worden met een kleine hoeveelheid speciaal wasmiddel, maar dit is vooralsnog een experiment. In 99% van de gevallen is kleding in de ruimte voor eenmalig gebruik.

3. Hoe gaan ze naar de wc? (Het werkt niet met zwaartekracht, maar met zuigkracht)

Op aarde spoelt het water in het toilet de afvalstoffen naar beneden dankzij de zwaartekracht. In de ruimte werkt dit principe niet. Het ruimtetoilet is in feite een krachtige stofzuiger met een systeem van trechters in verschillende maten.

• Kleine boodschap: Astronauten gebruiken een speciale slang met een trechtervormig opzetstuk. Een luchtstroom zuigt de urine letterlijk op, zodat deze niet naar buiten zweeft.
• Grote boodschap: De toiletbril heeft openingen met verschillende diameters. De ruimtevaarder moet heel nauwkeurig mikken, want anders zijn de gevolgen voor het hele station niet te overzien. De ontlasting komt in individuele zakjes terecht die automatisch worden verzegeld en door de luchtstroom worden samengeperst.
• Waar blijft het? Vaste afvalstoffen worden in containers verpakt die samen met het overige vuilnis in de atmosfeer verbranden. De urine gaat echter naar het regeneratiesysteem en ondergaat een uiterst complex zuiveringsproces.

Wat is het resultaat?

Aan het eind van dit meerstaps-systeem ontstaat er chemisch zuiver gedestilleerd water. Dit water gaat naar het gezamenlijke bufferreservoir van het station en wordt opgenomen in de gesloten kringloop van de levensondersteunende systemen.

4. Er wordt veel gedronken. Liggen er dan tonnen water aan boord?

Nee, er zijn geen tonnen water aan boord. En dit is de reden.

Het transport van één kilogram vracht naar het ISS kost tussen de $2.000 en $5.000 (afhankelijk van de draagraket). Een ruimtevaarder heeft dagelijks zo’n 2 tot 3 liter drinkwater nodig, plus water voor de voedselbereiding en het bevochtigen van de lucht. Per jaar gebruikt en drinkt een bemanning van zes personen ongeveer 5 tot 6 ton water. Het meenemen van een dergelijke hoeveelheid vanaf de aarde zou alleen al voor het water tientallen miljoenen dollars kosten.

Waar komt dat water dan vandaan? Uit werkelijk alles! In het ISS functioneert een gesloten levensondersteunend systeem (ECLSS), een technisch wonder dat vocht recycleert met een efficiëntie van ongeveer 98%.

1. Urine: Een speciale centrifuge scheidt het water van de urine. Na een uiterst complexe chemische en thermische zuivering (waaronder behandeling in een reactor met zinkoxide en zilverionen) wordt het kristalhelder.

2. Zweet en ademhaling: Mensen zweten en ademen vochtige lucht uit. Het airconditioningsysteem verzamelt dit condensaat uit de atmosfeer van het station.

3. Hygiëne: Ook het vocht dat achterblijft op vochtige doekjes en handdoeken wordt teruggewonnen.

Al deze opgevangen vloeistof gaat door meerstapsfilters en mineralisatoren en wordt met jodium ontsmet. Dit water wordt in eerste instantie gebruikt voor cruciale technische doeleinden:

• Zuurstofopwekking: Gedestilleerd water wordt naar elektrolysesystemen geleid. Onder invloed van elektrische stroom worden de watermoleculen gesplitst, waardoor het station wordt voorzien van de zuivere zuurstof die de bemanning inademt.
• Technische circuits: Water dient voor het koelen van systemen, het bevochtigen van de lucht en andere interne technische processen in het station.

Conclusie: Ruimtevaarders drinken water dat qua zuiverheid vele malen beter is dan welk flessenwater op aarde dan ook. Zoals de astronauten zelf gekscherend zeggen: "De koffie van gisteren is de koffie van vandaag".

Ruimtevaarders drinken net zoveel water als mensen op aarde (ongeveer 2 tot 3 liter). Ze slaan echter geen tonnen op in tanks. In plaats daarvan produceren ze het voortdurend uit hun eigen afvalstoffen, waardoor het leven in de ruimte het meest geavanceerde recyclingsysteem ter wereld vormt.

5. Wat eten ze? (Brood is strikt verboden)

Ruimtevoedsel is allang niet meer alleen maar "puree uit een tube". Tegenwoordig bevat het dieet van ruimtevaarders honderden producten: soepen, borsch, vlees, vis, desserts en vers fruit (dat overigens in de eerste dagen na aankomst al wordt opgegeten).

De belangrijkste regel in de ruimtekeuken is: geen kruimels! Terwijl op aarde een broodkruimel gewoon op tafel valt, zou deze in gewichtloosheid door de hele module zweven. Kruimels kunnen in de ogen van een kosmonaut terechtkomen of, nog erger, in de ventilatiefilters belanden en apparatuur beschadigen. Daarom eten ruimtevaarders tortilla’s in plaats van brood. Hiermee kunnen ze sandwiches maken zonder dat het kruimelt.

Het voedsel wordt geleverd in twee hoofdvormen:

1. Gesteriliseerd (in flexibele zakjes, vergelijkbaar met babyvoeding of militaire rantsoenen).

2. Gevriesdroogd (gedehydrateerd). Vóór consumptie wordt via een speciale poort met een injectiespuit warm water in de verpakking gespoten.

Specerijen zoals zout, peper en sauzen worden in vloeibare vorm in kleine zakjes geleverd, omdat poeder simpelweg door de lucht zou verspreiden.

6. Hoe slaap je in gewichtloosheid? (Zonder weg te zweven)

In een toestand van gewichtloosheid zweeft het lichaam vrij rond, waardoor je niet gewoon in bed kunt gaan liggen zoals op aarde; gedurende de nacht zou een ruimtevaarder naar een andere module kunnen drijven of tegen apparatuur botsen.

De slaapplek in het ISS

Elk bemanningslid beschikt over een eigen slaapcabine, ongeveer ter grootte van een telefooncel. Binnenin bevindt zich:

• Een slaapzak die aan de wand is bevestigd (verticaal, horizontaal of zelfs ondersteboven – in gewichtloosheid maakt dat niet uit)
• Een tafeltje met een laptop
• Persoonlijke bezittingen: familiefoto's, een koptelefoon, boeken
• Een ventilatierooster – zonder dit rooster verzamelt de kooldioxide die de slaper uitademt zich rond het hoofd, wat tot verstikking kan leiden

Hoe zetten ze zichzelf vast?

1. Ze kruipen in de slaapzak en trekken de rits dicht

2. Ze maken de zak met riemen vast aan de wand of het plafond van de cabine

3. De handen worden ofwel in de zak gestoken, of erbuiten gelaten – sommige astronauten vinden het prettig als hun armen tijdens de slaap vrij rondzweven (dat ziet er een beetje griezelig uit, maar het is heel normaal)

4. Het hoofd wordt met een bandje vastgezet, omdat het anders heen en weer slingert en de slaap verstoort

Kenmerken van slapen in de ruimte

• **Kussens zijn overbodig** – het hoofd oefent immers geen druk uit op een oppervlak
• Er wordt 7 tot 8 uur geslapen, net als op aarde
• Er wordt gedroomd, maar astronauten merken op dat dromen door het gebrek aan zwaartekracht vaak levendiger en vreemder zijn
• **Lawaai** – er is een constant gezoem van ventilatoren en apparatuur (ongeveer 60 dB), waardoor iedereen met oordoppen slaapt
• **Zonsopkomsten en zonsondergangen** – in de baan van het ISS komt de zon elke 90 minuten op en gaat ze weer onder (16 keer per dag), dus de luiken worden 's nachts gesloten

Wat zeggen de astronauten zelf?

Velen geven aan dat slapen in gewichtloosheid comfortabeler is dan op aarde:

• Er is geen druk op de ruggengraat en de gewrichten
• Het lichaam is volledig ontspannen
• Draaien en woelen is niet nodig – een kleine beweging met de arm is genoeg om van houding te veranderen

Toch zijn er ook nadelen: het gevoel dat je valt (het brein interpreteert gewichtloosheid als een vrije val) en het constante geluid van de ventilatie.

7. Lichaamsbeweging in de ruimte is niet zomaar een manier om fit te blijven, maar een absolute noodzaak. Onder omstandigheden van microzwaartekracht (gewichtloosheid) worden de menselijke spieren en botten niet meer op de gebruikelijke manier belast. Zonder training zou een astronaut snel spiermassa verliezen en zouden de botten broos worden (door kalkverlies), waardoor hij bij terugkeer op aarde niet meer zelfstandig zou kunnen staan of lopen.

Om dit te voorkomen, besteedt de bemanning van het internationale ruimtestation (ISS) dagelijks zo'n 2 tot 2,5 uur aan training.

Dit is hoe dat proces verloopt en welke apparatuur de kosmonauten gebruiken:

1. De drie belangrijkste fitnesstoestellen in het ISS

Aangezien er in de ruimte geen gewicht is, zijn normale dumbells en halters nutteloos. Ingenieurs moesten daarom unieke apparatuur ontwikkelen:

• **Loopband (T2 / COLBERT):** Hardlopen in gewichtloosheid is onmogelijk – bij elke afzet vlieg je immers tegen het plafond. Daarom rennen astronauten in een speciaal tuigje (een systeem van riemen). Dit tuigje drukt de loper met behulp van elastieken letterlijk tegen het loopvlak, waardoor het eigen lichaamsgewicht wordt nagebootst. Bovendien is de loopband opgehangen aan een complex systeem van veren en dempers om te voorkomen dat de trillingen van het rennen het hele station doen schudden of de gevoelige instrumenten verstoren.
• **Krachtapparaat (ARED):** Dit is het meest complexe toestel, dat halters en fitnessapparatuur voor gewichtheffen simuleert. In plaats van ijzeren schijven worden er vacuümcilinders en vliegwielen gebruikt. Deze creëren een weerstand die instelbaar is van tientallen tot honderden kilo's. Hiermee doen astronauten squats, deadlifts en presses. Dit is cruciaal, omdat juist de belasting op het skelet het verlies van botdichtheid tegengaat.

2. Bijzonderheden van het trainingsproces

Het trainen in de ruimte verschilt aanzienlijk van sporten op aarde door de fysica van gewichtloosheid:

• **Het zweetprobleem:** Op aarde loopt zweet omlaag of verdampt het. In de ruimte verdampt zweet niet en loopt het niet weg door het gebrek aan convectie (warme lucht stijgt niet op). Het verzamelt zich in grote, plakkerige druppels die op de huid blijven zitten, in de ogen komen en zelfs de neus kunnen verstoppen. Daarom trainen astronauten in speciale pakken met ventilatiesystemen of drogen ze zich voortdurend af met handdoeken.
• **Hygiëne en veiligheid:** Na elke training wordt alle apparatuur grondig gereinigd met antiseptische doekjes. Zweetdruppels die op de handgrepen achterblijven, kunnen in de afgesloten ruimte van het station niet alleen een broeinest van bacteriën vormen, maar ook in de ventilatie of elektronica terechtkomen en kortsluiting veroorzaken.

Een standaardexpeditie naar het ISS:

De gebruikelijke duur is ongeveer zes maanden (180 dagen). Dit is de standaardperiode voor de meeste astronauten en kosmonauten. Het record voor de langste ononderbroken vlucht in de menselijke geschiedenis staat op naam van Valeri Poljakov uit Rusland: hij verbleef van januari 1994 tot maart 1995 maar liefst 437 dagen aan boord van het ruimtestation Mir. Dat betekent dat ze niet slechts tien dagen, maar een aanzienlijke tijd in deze "Spartaanse omstandigheden" doorbrengen.

De grote paradox van het leven in de ruimte: hoe verder de mensheid zich van de aarde verwijdert, hoe meer zij afhankelijk wordt van haar eigen afvalstoffen. Een kosmonaut in een baan om de aarde is niet alleen een onderzoeker, maar ook een levende schakel in het meest geavanceerde kringloopsysteem ter wereld. Zoals de astronauten zelf gekscherend opmerken: "De thee van gisteren is de zuurstof van vandaag".