Życie codzienne w kosmosie: jak mieszkają, myją się i jedzą na orbicie oraz dlaczego nie ma tam ton wody

Życie codzienne w kosmosie znacznie różni się od tego, co widzimy w filmach science fiction. Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) brakuje znanych nam udogodnień, a każdy litr wody i każdy gram ładunku są precyzyjnie wyliczone. Głównymi przyczynami są mikrograwitacja oraz kolosalne koszty transportu towarów na orbitę.

Przyglądamy się szczegółowo, jak wygląda typowy dzień kosmonauty i astronauty.

1. Jak oni się myją? (Prysznic w stanie nieważkości to katastrofa)

Na ISS nie ma kabin prysznicowych. Gdyby kosmonauta po prostu odkręcił kran, woda – ze względu na napięcie powierzchniowe – nie spadłaby na podłogę, lecz oblepiłaby jego ciało gęstą, drgającą powłoką, która mogłaby przedostać się do dróg oddechowych i spowodować uduszenie. Co więcej, krople wody dostające się do wentylacji lub urządzeń elektrycznych mogłyby doprowadzić do spięcia w sprzęcie.

Jak dba się o higienę:

• Ciało: Kosmonauci używają zwykłych wilgotnych chusteczek oraz specjalnych, bezwodnych żeli pod prysznic, których nie trzeba spłukiwać. Żel nakłada się na ciało, wciera, a następnie wyciera ręcznikiem.
• Włosy: Szampon również jest bezwodny. Nakłada się go na włosy, masuje skórę głowy i osusza ręcznikiem.
• Golenie: Mężczyźni golą się golarkami elektrycznymi, obowiązkowo korzystając ze specjalnego pochłaniacza, który zasysa ścięty zarost, by ten nie unosił się po stacji.
• Zęby: Używa się zwykłej szczoteczki i pasty. Szczoteczkę zwilża się 2-3 kroplami wody z torebki do picia. Po szczotkowaniu nie płucze się ust – pianę albo się połyka (pasta jest bezpieczna), albo wypluwa w papierową chusteczkę. Chusteczką dokładnie wyciera się również usta i szczoteczkę. Zużyte chusteczki nie są wyrzucane do zwykłego kosza – pakuje się je do szczelnych, wodoodpornych worków wraz z innymi odpadami. Szczoteczkę po użyciu płucze się kolejną kroplą wody, wyciera i chowa do indywidualnego pojemnika.

2. Jak prać ubrania? (Pralka to luksus)

Krótka odpowiedź brzmi: wcale. Na ISS nie ma pralek. Woda jest zbyt ciężka, a jej dostarczenie na orbitę kosztuje niebotyczne sumy.

Co dzieje się z odzieżą: Kosmonauci noszą rzeczy tak długo, aż się zabrudzą lub przesiąkną potem. Następnie ubrania są pakowane do szczelnych worków i trafiają do kontenera na śmieci. Wraz ze zużytymi statkami transportowymi (takimi jak Progress czy Cygnus) ta „brudna” garderoba spala się w gęstych warstwach atmosfery. Wyjątek: Niedawno NASA testowała specjalne eksperymentalne worki, w których mundur i skarpetki można namoczyć w niewielkiej ilości specjalnego detergentu, jednak to na razie tylko eksperyment. W 99% przypadków odzież kosmiczna jest jednorazowa.

3. Jak korzystają z toalety? (Działa dzięki ssaniu, a nie grawitacji)

Na Ziemi woda w toalecie spłukuje nieczystości w dół dzięki grawitacji. W kosmosie ta zasada nie obowiązuje. Kosmiczna toaleta to w gruncie rzeczy potężny odkurzacz z systemem lejków o różnych rozmiarach.

• Małe potrzeby: Astronauci używają specjalnego węża z końcówką w kształcie lejka. Strumień powietrza dosłownie zasysa mocz, zapobiegając jego wydostaniu się na zewnątrz.
• Duże potrzeby: Na desce klozetowej znajdują się otwory o różnej średnicy. Kosmonauta musi trafić precyzyjnie do celu, w przeciwnym razie... skutki będą opłakane dla całej stacji. Odpady trafiają do indywidualnych worków, które są automatycznie zamykane i zagęszczane przez przepływ powietrza.
• Gdzie to trafia? Odpady stałe są pakowane do kontenerów, które spalają się w atmosferze razem ze śmieciami. Natomiast mocz trafia do systemu regeneracji i przechodzi przez niezwykle skomplikowany proces oczyszczania.

Co dzieje się z efektem końcowym?

Po opuszczeniu tego wielostopniowego systemu uzyskuje się chemicznie czystą wodę destylowaną. Trafia ona do ogólnego zbiornika buforowego stacji i zostaje włączona do zamkniętego obiegu systemów podtrzymywania życia.

4. Pije się dużo wody. Czy to oznacza, że na pokładzie są jej tony?

Nie, na pokładzie nie ma ton wody. I oto dlaczego.

Dostarczenie jednego kilograma ładunku na ISS kosztuje od 2 000 do 5 000 dolarów (w zależności od rakiety nośnej). Kosmonauta potrzebuje około 2–3 litrów wody pitnej dziennie, plus wodę do przygotowywania posiłków i nawilżania powietrza. W ciągu roku sześcioosobowa załoga wypija i zużywa około 5-6 ton wody. Transportowanie takiej objętości z Ziemi oznaczałoby wydawanie dziesiątek milionów dolarów na samą wodę.

Skąd więc bierze się woda? Ze wszystkiego! Na ISS działa zamknięty system podtrzymywania życia (ECLSS), który jest cudem inżynierii. Przetwarza on wilgoć z wydajnością około 98%.

1.    Mocz: Specjalna wirówka oddziela wodę od mocu. Po niezwykle skomplikowanym oczyszczaniu chemicznym i termicznym (w tym obróbce w reaktorze z tlenkiem cynku i jonami srebra) staje się ona krystalicznie czysta.

2.    Pot i oddech: Ludzie pocą się i wydychają wilgotne powietrze. System klimatyzacji zbiera ten kondensat z atmosfery stacji.

3.    Higiena: Wilgoć pozostała na nawilżanych chusteczkach i ręcznikach również jest odzyskiwana.

Cała ta zebrana ciecz przechodzi przez wielostopniowe filtry, mineralizatory i jest odkażana jodem. Przede wszystkim woda ta jest wykorzystywana do krytycznie ważnych potrzeb technicznych:

• Generowanie tlenu: Woda destylowana jest podawana do systemów elektrolizy. Pod wpływem prądu elektrycznego cząsteczka wody ulega rozszczepieniu, dzięki czemu stacja otrzymuje czysty tlen, którym oddycha załoga.
• Obiegi techniczne: Woda służy do podtrzymywania pracy systemów chłodzenia, nawilżania powietrza oraz innych wewnętrznych systemów inżynieryjnych stacji.

Podsumowanie: Kosmonauci piją wodę, która pod względem stopnia oczyszczenia wielokrotnie przewyższa jakąkolwiek wodę butelkowaną na Ziemi. Jak żartują sami astronauci: „Wczorajsza kawa to dzisiejsza kawa”.

Kosmonauci piją tyle samo wody, co ludzie na Ziemi (około 2-3 litrów). Jednak nie przechowują jej ton w zbiornikach. Nieustannie tworzą ją z własnych odpadów, czyniąc kosmiczną codzienność najdoskonalszym na planecie systemem recyklingu.

5. Co oni jedzą? (Chleb jest surowo zabroniony)

Jedzenie kosmiczne dawno przestało być tylko „puree w tubkach”. Dzisiaj jadłospis kosmonautów obejmuje setki pozycji: zupy, barszcze, mięso, ryby, desery oraz świeże owoce (które jednak zjada się w pierwszych dniach po dostawie).

Główną zasadą kosmicznej kuchni jest brak okruchów! O ile na Ziemi okruch chleba spadnie na stół, o tyle w stanie nieważkości będzie latać po całym module. Okruchy mogą wpaść kosmonaucie do oka lub, co gorsza, utknąć w filtrach wentylacyjnych i uszkodzić sprzęt. Dlatego zamiast chleba kosmonauci jedzą tortille (placki). Można z nich zrobić kanapkę, a przy tym się nie kruszą.

Jedzenie dostarczane jest w dwóch głównych formach:

1.    Termostabilizowanej (w miękkich opakowaniach typu „pouch”, jak żywność dla dzieci lub wojskowe racje żywnościowe).

2.    Liofilizowanej (odwodnionej). Przed spożyciem do torebki wstrzykuje się gorącą wodę przez specjalny port za pomocą strzykawki.

Przyprawy (sól, pieprz, sosy) dostarczane są w formie płynnej w małych saszetkach, ponieważ suchy proszek po prostu rozleciałby się w powietrzu.

6. Jak śpi się w stanie nieważkości (i nie odlatuje we śnie)

W stanie nieważkości ciało swobodnie się unosi, więc po prostu położyć się do łóżka, tak jak na Ziemi, się nie da – w ciągu nocy kosmonauta mógłby odpłynąć do innego modułu lub uderzyć w sprzęt.

Miejsce do spania na ISS

Każdy członek załogi ma indywidualną kabinę – mniej więcej wielkości budki telefonicznej. Wewnątrz znajduje się:

• Śpiwór przytwierdzony do ściany (pionowo, poziomo, a nawet do góry nogami – w stanie nieważkości nie ma to znaczenia)
• Mały stolik z laptopem
• Rzeczy osobiste: zdjęcia rodziny, słuchawki, książki
• Kratka wentylacyjna – bez niej dwutlenek węgla wydychany przez śpiącego gromadziłby się wokół głowy i mógłby spowodować uduszenie

Jak się unieruchamiają?

1.    Wchodzą do śpiwora i zasuwają zamek

2.    Przypinają śpiwór pasami do ściany lub sufitu kabiny

3.    Ręce albo chowają do środka śpiwora, albo zostawiają na zewnątrz – niektórzy astronauci lubią, gdy ich ręce swobodnie dryfują we śnie (wygląda to nieco upiornie, ale jest normalne)

4.    Głowę stabilizuje się paskiem, inaczej latałaby i przeszkadzała w spaniu

Cechy kosmicznego snu

• Poduszki są niepotrzebne – głowa i tak nie uciska powierzchni
• Śpi się po 7-8 godzin, podobnie jak na Ziemi
• Sny się pojawiają, choć astronauci zauważają, że z powodu braku grawitacji bywają one bardziej wyraziste i dziwne
• Hałas – stały szum wentylatorów i urządzeń (ok. 60 dB), dlatego wszyscy śpią w zatyczkach do uszu
• Wschody i zachody słońca – na orbicie ISS słońce wschodzi i zachodzi co 90 minut (16 razy na dobę), więc iluminatory na noc zasłania się roletami

Co mówią astronauci?

Wielu z nich podkreśla, że sen w stanie nieważkości jest bardziej komfortowy niż na Ziemi:

• Brak nacisku na kręgosłup i stawy
• Ciało jest całkowicie rozluźnione
• Nie trzeba się wiercić – wystarczy lekko poruszyć ręką, aby zmienić pozycję

Są jednak i minusy: uczucie, że spadasz (mózg interpretuje nieważkość jako swobodne spadanie), oraz ciągły hałas wentylacji.

7. Ćwiczenia fizyczne na orbicie to nie tylko sposób na utrzymanie formy, ale konieczność życiowa. W warunkach mikrograwitacji (nieważkości) mięśnie i kości człowieka przestają doświadczać rutynowego obciążenia. Jeśli się nie trenuje, astronauta szybko straci masę mięśniową, a jego kości staną się kruche (z powodu wypłukiwania wapnia) i po powrocie na Ziemię po prostu nie będzie mógł samodzielnie stać ani chodzić.

Aby do tego nie dopuścić, załoga Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) poświęca na treningi około 2–2,5 godziny każdego dnia.

Oto jak wygląda ten proces i na czym trenują kosmonauci:

1. Trzy główne trenażery na ISS

Ponieważ w kosmosie nie ma ciężaru, zwykłe hantle i sztangi są bezużyteczne. Inżynierowie musieli stworzyć unikalny sprzęt:

• Bieżnia (T2 / COLBERT): Bieganie w stanie nieważkości jest niemożliwe – jedno odepchnięcie i lądujesz na suficie. Dlatego astronauci biegają w specjalnych szelkach obciążeniowych (systemie pasów). Te szelki, za pomocą gumowych naciągów, dosłownie „wgniatają” biegacza w pas bieżni, imitując ciężar jego ciała. Ponadto bieżnia jest zawieszona na skomplikowanym systemie sprężyn i amortyzatorów, aby wibracje podczas biegu nie kołysały całą stacją i nie zakłócały pracy czułych przyrządów.
• Trenażer siłowy (ARED): To najbardziej skomplikowane urządzenie, imitujące sztangę i maszyny do podnoszenia ciężarów. Zamiast żeliwnych talerzy wykorzystuje się w nim cylindry próżniowe i koła zamachowe. Tworzą one opór, który można regulować od kilkunastu do kilkunuset kilogramów. Za jego pomocą astronauci wykonują przysiady, martwy ciąg i wyciskanie. Jest to krytycznie ważne, ponieważ to właśnie nacisk osiowy na szkielet zapobiega utracie gęstości kości.

2. Specyfika samego procesu

Treningi w kosmosie znacznie różnią się od tych ziemskich ze względu na fizykę stanu nieważkości:

• Problem potu: Na Ziemi pot spływa w dół lub paruje. W kosmosie, z powodu braku konwekcji (ciepłe powietrze nie unosi się do góry), pot nie paruje i nie spływa. Gromadzi się w dużych, lepkich kroplach, które oblepiają skórę, oczy i mogą zatkać nos. Dlatego astronauci trenują w specjalnych strojach z systemem wentylacji lub stale wycierają się ręcznikami.
• Higiena i bezpieczeństwo: Po każdym treningu cały sprzęt jest dokładnie przecierany chusteczkami antyseptycznymi. Krople potu pozostawione na uchwytach mogłyby nie tylko stać się wylęgarnią bakterii w zamkniętej przestrzeni stacji, ale także dostać się do wentylacji lub elektroniki, powodując zwarcie.

Standardowa ekspedycja na ISS:

Klasyczny wariant trwa około 6 miesięcy (180 dni). Jest to podstawowy czas pobytu dla większości astronautów i kosmonautów. Rekord jednego nieprzerwanego lotu (w historii ludzkości): Walerij Polakow (Rosja) – 437 dni na stacji orbitalnej „Mir” od stycznia 1994 do marca 1995 roku. Oznacza to, że w tych „spartańskich warunkach” przebywają oni nie dziesięć dni, lecz całkiem długo.

Główny paradoks kosmicznej codzienności: im dalej ludzkość odchodzi od Ziemi, tym bardziej musi polegać na własnych odpadach. Kosmonauta na orbicie to nie tylko badacz, ale żywe ogniwo w najdoskonalszym na planecie systemie zamkniętego obiegu. Jak żartują sami astronauci: „Wczorajsza herbata to dzisiejszy tlen”.