In questo momento, la NASA sta lavorando per il suo tanto atteso ritorno sulla Luna. Conosciuto come Progetto Artemide , questo programma mira a inviare la 'prima donna e il prossimo uomo' sulla superficie lunare entro il 2024. Oltre a ciò, la NASA prevede anche di stabilire un 'programma sostenibile di esplorazione lunare' con partner commerciali e internazionali. Ciò significa costruire l'infrastruttura che consentirà alle persone di rimanere sulla Luna e facilitare eventuali missioni su Marte.
Per affrontare questa sfida, ci sono tutti i tipi di domande che devono essere affrontate prima. Oltre alla questione di come possiamo mantenere in salute gli astronauti durante le missioni di lunga durata, c'è anche la questione urgente di come gli astronauti si libereranno sulla Luna. Fortunatamente per loro, HeroX ha lanciato il Lunar Loo Challenge – sponsorizzato da Laboratorio del torneo della NASA (NTL) – per trovare nuove idee innovative!
Per scomporlo, gli astronauti avranno bisogno di molte attrezzature per sopravvivere e condurre missioni a lungo termine sulla Luna. Oltre alla necessità di un riparo che possa proteggerli dal quasi vuoto dello spazio, dalle temperature estreme e dalle radiazioni, c'è anche tutto ciò di cui avranno bisogno per avere una fornitura costante di cibo e acqua potabile/per l'irrigazione. E, naturalmente, deve esserci un posto per loro per urinare e defecare quando ne hanno bisogno.
Toilette a bordo della ISS, nel modulo Zvezda (a sinistra) e nel modulo US Node 3 (a destra). Credito: NASA/Jack Fischer
Inoltre, gli astronauti dovranno fare i conti con la microgravità, come fanno a bordo del Stazione Spaziale Internazionale (ISS) – così come la gravità lunare, che gli astronauti dell'Apollo furono gli ultimi a sperimentare. Mike Interbartolo, che gestisce la Lunar Loo Challenge fuori dalla NASA Sistema di atterraggio umano (HLS) Crew Compartment Office, ha spiegato l'importanza di strutture adeguate come segue :
“I nostri astronauti compiono incredibili imprese scientifiche e di esplorazione dello spazio. Ma alla fine della giornata, sono ancora umani. Dobbiamo fornire loro le stesse necessità come qui sulla Terra in modo che possano continuare a fare il loro lavoro'.
Grazie al Space Shuttle programma e decenni di lavoro di più agenzie spaziali, esistono già strategie per lo smaltimento dei rifiuti umani in condizioni di microgravità. A bordo della ISS, gli astronauti si affidano al Sistema di controllo ambientale e supporto vitale (ECLSS) che aiuta a gestire i rifiuti umani come parte del suo compito di garantire un approvvigionamento idrico costante. Poi hai il sistema di aspirazione a ventola chiamato Scomparto per rifiuti e igiene (WHC).
Tuttavia, questi non sono progettati per la gravità lunare, circa il 16,5% di quella terrestre (0,1654 .).G) – e i servizi igienici a bordo del lander lunare dovranno essere più piccoli, più leggeri e meno complicati per ridurre la massa e la necessità di propellente. Per questo motivo, gli astronauti avranno bisogno di un nuovo tipo di bagno in grado di fornire le stesse capacità di quelli qui sulla Terra per quando sono all'interno dell'habitat di superficie e fuori dalle loro tute spaziali.
Illustrazione artistica di un potenziale lander lunare del Progetto Artemis. Credito: NASA
HeroX sottolinea questi limiti e la necessità di qualcosa di nuovo sul pagina del concorso :
“Sebbene i bagni spaziali esistano già e siano in uso (alla Stazione Spaziale Internazionale, ad esempio), sono progettati solo per la microgravità. La NASA è alla ricerca di un dispositivo di nuova generazione che sia più piccolo, più efficiente e in grado di funzionare sia in condizioni di microgravità che di gravità lunare».
Mentre la NASA sta lavorando per creare il proprio 'gabinetto lunare', ha anche invitato la comunità globale a presentare proposte e concetti di design che potrebbero diventare parte del Progetto Artemis. Questi progetti possono essere adattati per l'uso a bordo dei lander lunari che trasporteranno gli astronauti tra la capsula spaziale Orion e la superficie lunare, o per l'uso all'interno di infrastrutture sulla superficie lunare (come il Lunar Habitat).
Sebbene le dimensioni esatte e le specifiche dei bagni lunari non siano ancora note, la NASA ha fornito alcune specifiche e vincoli generali. Come indicano, 'la NASA è alla ricerca di un dispositivo di nuova generazione che sia più piccolo, più efficiente e in grado di funzionare sia in condizioni di microgravità che di gravità lunare'. Oltre a ciò, le proposte devono tenere conto anche del seguenti specifiche di progettazione e valori massimi consentiti:
- Funziona sia in microgravità che in gravità lunare
- Avere una massa inferiore a 15 Kg nella gravità terrestre
- Occupare un volume non superiore a 0,12 m3
- Consuma meno di 70 Watt di potenza
- Funziona con un livello di rumore inferiore a 60 decibel (non più forte di un ventilatore da bagno medio)
- Accogli utenti sia di sesso femminile che maschile
- Può ospitare utenti di altezza compresa tra 58 e 77 pollici e un peso compreso tra 107 e 290 libbre
Illustrazione artistica della nuova tuta spaziale che la NASA sta progettando per gli astronauti di Artemis. Credito: NASA
Inoltre, la NASA ha incluso alcune specifiche generali sulle prestazioni, che essenzialmente si riducono alla creazione di un bagno che abbia lo stesso tipo di funzionalità di un bagno qui sulla Terra. Come minimo, i membri dell'equipaggio che utilizzano i servizi igienici non devono essere esposti al vuoto durante l'uso. I servizi igienici devono anche prevenire l'esposizione al vuoto ed essere in grado di conservare in modo sicuro urina e feci durante il guasto di un sistema.
Oltre a ciò, la toilette spaziale dovrebbe essere in grado di eseguire quanto segue:
- Accogliere minzione e defecazione simultanee
- Raccogli fino a 1 litro di urina per uso, con una media di 6 usi per equipaggio al giorno
- Ospita 500 g di materia fecale per defecazione, con una media di 2 usi per equipaggio al giorno
- Ospita 500 g di diarrea per evento
- Ospita una media di 114 g di mestruazioni femminili, per equipaggio al giorno
- Stabilizzare l'urina per evitare la generazione di gas e particolato
- Facilitare l'uso da parte dell'equipaggio di prodotti per l'igiene della toilette, come carta igienica, salviette e guanti
- Sii libero dall'urina e dalle feci dell'utente precedente in preparazione per l'uso successivo
- Consentire il trasferimento dei rifiuti raccolti allo stoccaggio e/o provvedere allo smaltimento esterno del veicolo. Il volume minimo del Lander richiede di ridurre regolarmente al minimo lo stoccaggio dei rifiuti o di rimuoverli dal veicolo
- Consentire una facile pulizia e manutenzione, con un tempo di consegna di 5 minuti o meno tra un utilizzo e l'altro
La NASA sottolinea inoltre che i design dei servizi igienici dovrebbero essere in grado di supportare un equipaggio di due astronauti per 14 giorni, in grado di operare in un ambiente con pressione compresa tra 0,56 e 1 bar (da 8,2 a 14,7 psi) e tollerare il vuoto (0 bar o psi) in caso delle Attività Extra-Veicolari (EVA). Soprattutto, le proposte devono essere in grado di accogliere persone di sesso diverso e diversi tipi di rifiuti (urina, feci, vomito, diarrea, mestruazioni).
Parlando di vomito e diarrea, la NASA vuole servizi igienici che possano ospitare membri dell'equipaggio malati che si occupano di questi disturbi, anche se intendono ancora indossare sacchi per l'emesi (noti anche come 'sacchi per il vomito') per il primo. La NASA ha anche affermato che verranno assegnati punti bonus a 'progetti in grado di catturare il vomito senza richiedere al membro dell'equipaggio di mettere la testa nella toilette'.
I servizi igienici proposti devono anche essere progettati per conservare l'acqua al fine di 'contribuire a mantenere un ambiente incontaminato all'interno del lander, privo di odori e altri contaminanti'. E, soprattutto, devono essere facili da usare, dal momento che la NASA non sta pagando per servizi complicati che richiedono molto tempo per essere scoperti. Quando devi andare, devi andare, giusto?
Questa non è la prima volta che la NASA si rivolge a HeroX per aiutarli a trovare soluzioni innovative per il problema di 'andare' nello spazio. Nel 2016, HeroX ha ospitato il Sfida cacca spaziale (sponsorizzato anche da NTL) che ha offerto $ 30.000 in premi per lo sviluppo di un nuovo 'sistema di gestione dei rifiuti in tuta' che potrebbe essere adattato alla tuta spaziale di un astronauta e gestire sei giorni di rifiuti.
Poi ci sono i Indumento ad assorbimento massimo (MAG) attualmente usano gli astronauti (che sono fondamentalmente pannolini per adulti) mentre conducono passeggiate spaziali di 7-8 ore. Con 150 squadre provenienti da 130 paesi, per un totale di oltre 20.000 concorrenti, i primi tre concetti vincenti includevano il Sistema di accesso perineale e toilette MACES (M-PATS), il Sistema di smaltimento dei rifiuti di tute spaziali ad aria compressa , e il COSTUME DA BAGNO – Intimo Zero Gravity .
Rappresentazione artistica di una possibile base lunare attorno alla regione polare meridionale della Luna. Credito: ESA/Foster + Partners
Il Lunar Loo Challenge si compone di due parti: le categorie Tecnica e Junior. Per la categoria Tecnica, i partecipanti devono avere almeno 18 anni di età e i primi tre candidati riceveranno un totale di $ 35.000 in premi (rispettivamente $ 20.000, $ 10.000 e $ 5000). Le squadre vincitrici avranno anche l'opportunità di confrontarsi con Ingegneri della NASA e un tour privato del Johnson Space Center.
La categoria Junior, nel frattempo, sarà composta da tre gruppi in base all'età del concorrente: 15-17, 11-14 e under 11. I premi per i vincitori di tutte e tre le fasce di età includeranno un certificato e un riconoscimento pubblico, nonché come merce della NASA e alcuni 'premi misteriosi' non specificati.
La Sfida è stata lanciata ufficialmente la scorsa settimana (23 giugno 2020) ed entrambe le categorie rimarranno aperte alle iscrizioni fino al 17 agosto. La presentazione vincitrice annunciata entro il 30 settembre. La finestra per entrare potrebbe essere breve, ma è solo perché la NASA vuole arrivarci prima. Quindi, se hai idee o progetti che vuoi condividere, sei ancora in tempo!
Per ulteriori informazioni, consulta il pagina del concorso .
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