Jump to content

Տիեզերական զուգարան

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Տիեզերական զուգարան

Տիեզերական զուգարանը կամ զրոյական ձգողականության զուգարանը զուգարան է, որը կարող է օգտագործվել անկշռության պայմաններում։ Քաշի բացակայության պայմաններում հեղուկ և պինդ թափոնների հավաքումն ու պահպանումը իրականացվում է օդային հոսքի միջոցով։ Քանի որ թափոնները ուղղորդելու համար օգտագործվող օդը վերադարձվում է խցիկ, այն նախապես զտվում է՝ հոտը վերահսկելու և բակտերիաները մաքրելու համար։ Ավելի հին համակարգերում կեղտաջրերը արտանետվում էին տիեզերք, իսկ պինդ թափոնները սեղմվում և պահվում էին՝ վայրէջքից հետո հեռացնելու համար։ Ավելի ժամանակակից համակարգերում պինդ թափոնները ենթարկվում են վակուումային ճնշման՝ բակտերիաները ոչնչացնելու համար, ինչը կանխում է հոտի խնդիրները և ոչնչացնում հարուցիչները[1]։

Նախապատմություն

[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Տիեզերագնացները նշում են, որ իրենց ամենից հաճախ հարցնում են, թե ինչպես են նրանք տիեզերքում օգտվում զուգարանից[2]։ Տիեզերքում անկշռությունը հանգեցնում է նրան, որ հեղուկները հավասարաչափ բաշխվում են մարդու մարմնի շուրջ։ Երիկամները հայտնաբերում են հեղուկների տեղաշարժը, և ֆիզիոլոգիական արձագանքի հետևանքով մարդիկ կարիք են ունենում հոգալու բնական կարիքները Երկրից հեռանալուց հետո երկու ժամվա ընթացքում։ Այդ պատճառով տիեզերական զուգարանը շաթլների թռիչքների ժամանակ առաջին ակտիվացվող սարքն էր՝ այն բանից հետո, երբ տիեզերագնացները արձակում էին իրենց ամրագոտիները[3]։

Մեխանիզմ

[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ձգողականության բացակայության պայմաններում տիեզերական զուգարանները օգտագործում են օդային հոսք՝ մեզը և կղանքը մարմնից հեռացնելու և համապատասխան տարաների մեջ ուղղորդելու համար։ Տիեզերական զուգարանի նոր առանձնահատկություններից է օդային հոսքի ավտոմատ մեկնարկը, երբ զուգարանի կափարիչը բարձրացվում է, ինչը նաև օգնում է հոտի վերահսկմանը։ Տիեզերագնացների պահանջով այն նաև ունի ավելի էրգոնոմիկ կառուցվածք, որը պահանջում է ավելի քիչ մաքրման և սպասարկման ժամանակ, ինչպես նաև կոռոզիակայուն, դիմացկուն մասեր՝ սահմանված ժամանակացույցից դուրս սպասարկման անհրաժեշտության հավանականությունը նվազեցնելու համար։ Սանտեխնիկայի վրա ավելի քիչ ժամանակ ծախսելը նշանակում է, որ անձնակազմը ավելի շատ ժամանակ կարող է հատկացնել գիտությանը և հետազոտական բարձր առաջնահերթության այլ խնդիրներին[4]։

Անձնակազմը մեզի համար օգտագործում է հատուկ ձևավորված ձագար և խողովակ՝ ներծծող գավաթ, իսկ աղիքների դատարկման համար՝ նստատեղ։ Ձագարը և նստատեղը կարող են օգտագործվել միաժամանակ, ինչը արտացոլում է կին տիեզերագնացների արձագանքները։ Տիեզերական զուգարանի նստատեղը կարող է անհարմար փոքր և սրածայր թվալ, սակայն միկրոգրավիտացիայի պայմաններում այն իդեալական է։ Այն ապահովում է մարմնի անհրաժեշտ շփում՝ վստահ լինելու համար, որ ամեն ինչ գնում է այնտեղ, ուր պետք է[4]։

Տիեզերական զուգարանը ներառում է ոտքերի ամրակներ և ձեռնափոկեր, որպեսզի տիեզերագնացները չլողան հեռու։ Յուրաքանչյուրը տարբեր կերպ է դիրքավորվում «գործի» ժամանակ, և տիեզերագնացների հետևողական արձագանքները ցույց են տվել, որ ավանդական ազդրային գոտիները անհարմարություն էին առաջացնում[4]։

Զուգարանի թուղթը, անձեռոցիկները և ձեռնոցները հեռացվում են ջրամեկուսիչ պարկերի մեջ։ Անհատական ջրամեկուսիչ պարկերում գտնվող պինդ թափոնները սեղմվում են շարժական կղանքային պահման տարայի մեջ։ Կղանքային տարաների փոքր քանակությունը վերադարձվում է Երկիր՝ գնահատման համար, սակայն մեծ մասը բեռնվում է բեռնատար տիեզերանավի մեջ, որը այրվում է Երկրի մթնոլորտով վերամուտքի ժամանակ։ Ներկայումս կղանքային թափոնները չեն մշակվում ջրի վերականգնման համար, սակայն ՆԱՍԱ-ն ուսումնասիրում է այդ հնարավորությունը[4]։

Հիմնական մասեր

[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
Սփեյս Շաթլի զուգարանի համակարգի տարրերի սխեմա[5]

Տիեզերական զուգարանում կան չորս հիմնական մասեր՝ հեղուկ թափոնների վակուումային խողովակ, վակուումային խցիկ, թափոնների պահման դարակներ և պինդ թափոնների հավաքման պարկեր։ Հեղուկ թափոնների վակուումային խողովակը 61-ից 91 սմ երկարությամբ ռետինե կամ պլաստիկ խողովակ է, որը ամրացված է վակուումային խցիկին և միացված է ներծծում ապահովող օդափոխիչին։ Խողովակի վերջում գտնվում է հանվող մեզի ընդունիչ, որը տարբեր տարբերակներով է նախատեսված տղամարդ և կին տիեզերագնացների համար։ Տղամարդկանց մեզի ընդունիչը պլաստիկ ձագար է՝ 5-ից 8 սմ լայնությամբ և մոտ 10 սմ խորությամբ։ Տղամարդ տիեզերագնացը միզում է անմիջապես ձագարի մեջ՝ 5-ից 8 սմ հեռավորությունից։ Կանանց ձագարը ձվաձև է և եզրագծի մոտ ունի 5-ից 10 սմ լայնություն։ Ձագարի եզրին մոտ կան փոքր անցքեր կամ ճեղքեր, որոնք թույլ են տալիս օդի շարժում՝ չափից մեծ ներծծումը կանխելու համար։ Վակուումային խցիկը մոտ 30 սմ խորությամբ և 15 սմ լայնությամբ գլան է՝ եզրագծի վրա ամրակներով, որոնց կարող են ամրացվել թափոնների հավաքման պարկերը, ինչպես նաև ունի ներծծում ապահովող օդափոխիչ։ Մեզը մղվում և պահվում է թափոնների պահման դարակներում։ Պինդ թափոնները պահվում են հատուկ գործվածքից պատրաստված հանվող պարկում, որը թույլ է տալիս գազի, բայց ոչ հեղուկի կամ պինդ նյութի արտահոսք. այս առանձնահատկությունը թույլ է տալիս վակուումային խցիկի հետևի օդափոխիչին թափոնները քաշել պարկի մեջ։ Երբ տիեզերագնացն ավարտում է, նա պտտում է պարկը և տեղադրում այն թափոնների պահման դարակում։ Մեզի և պինդ թափոնների նմուշները սառեցվում և տեղափոխվում են Երկիր՝ հետազոտման համար։

Կառուցվածքային տարբերակներ

[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Սփեյս Շաթլի թափոնների հավաքման համակարգ

[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Սփեյս Շաթլում օգտագործվող զուգարանը կոչվում է Թափոնների հավաքման համակարգ։ Բացի օդային հոսքից, այն օգտագործում է նաև պտտվող օդափոխիչներ՝ պինդ թափոնները թռիչքի ընթացքում պահման համար բաշխելու նպատակով։ Պինդ թափոնները բաշխվում են գլանաձև տարայի մեջ, որն այնուհետև ենթարկվում է վակուումի՝ թափոնները չորացնելու համար։ Հեղուկ թափոնները հեռացվում էին՝ դրանք տիեզերք արտանետելով[6]։

Թափոնների հավաքման համակարգը պահանջում էր բազմաթիվ ժամերի ուսուցում։ Միզելու համար օգտագործվում էր խողովակ։ Կղելու համար, քանի որ նստատեղի անցքի տրամագիծը 100 մմ էր՝ շատ ավելի փոքր, քան սովորական զուգարանում, օգտվողի նստատեղային մասը պետք է ճշգրտորեն կենտրոնացված լիներ նստատեղի վրա։ ՆԱՍԱ-ն կառուցել էր սիմուլյատոր՝ անցքի մեջ տեսախցիկով. ուսուցվողները խաչաձև նշան էին օգտագործում՝ սովորելու, թե ինչպես դիրքավորել իրենց մարմինը, մինչդեռ մյուս տիեզերագնացները դիտում էին և կատակներ անում[7]։

Թափոնների հավաքման համակարգը թռիչքի ընթացքում ունեցել է մի քանի խափանում։ Ութօրյա STS-3 փորձնական թռիչքի ժամանակ զուգարանը խափանվեց, և դրա երկու հոգանոց անձնակազմը՝ Ջեք Լուսման և Գորդոն Ֆուլերթոնը, թափոնների հեռացման և տնօրինման համար դիմեց կղանքի պահման սարքերին: Դիսքավերի շաթլի առաջին թռիչքի ժամանակ հեղուկի հեռացման համակարգի անոմալիան հանգեցրեց ուղեծրային սարքի արտաքին մասում սառած արտաթորանքների կուտակման, որոնք այնուհետև հեռացվեցին Canadarm-ի միջոցով[6]։ STS-46 առաքելության ընթացքում օդափոխիչներից մեկը խափանվեց, և անձնակազմի անդամ Կլոդ Նիկոլիեն ստիպված եղավ իրականացնել թռիչքի ընթացքում վերանորոգում։

Միջազգային տիեզերական կայան

[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
Expedition 65-ի թռիչքային ինժեներներ Մարկ Վանդե Հայը՝ ձախից, և Շեյն Քիմբրոուն համատեղ իրականացնում են ուղեծրային սանտեխնիկական աշխատանքներ՝ տեղադրելով նոր զուգարան Միջազգային տիեզերական կայանի Թրանքուիլիթի մոդուլի ներսում։

Միջազգային տիեզերական կայանում կան երեք զուգարաններ, որոնք տեղակայված են Զվեզդա, Նաուկա և Թրանքուիլիթի մոդուլներում[8]։ Դրանք օգտագործում են օդափոխիչով աշխատող ներծծման համակարգ, որը նման է Սփեյս Շաթլ-ի թափոնների հավաքման համակարգին։ Հեղուկ թափոնները հավաքվում են 20 լիտրանոց տարաների մեջ։ Պինդ թափոնները հավաքվում են անհատական միկրոծակոտկեն պարկերի մեջ, որոնք պահվում են ալյումինե տարայում[9]։ Լցված տարաները հեռացման համար փոխանցվում են Պրոգրես տիեզերանավերին։ Լրացուցիչ Թափոնների և հիգիենայի խցիկը Թրանքուիլիթի մոդուլի մաս է, որը արձակվել է 2010 թվականին։ 2007 թվականին ՆԱՍԱ-ն նախագծման փոխարեն գնեց ռուսական արտադրության զուգարան, որը նման էր ՄՏԿ-ում արդեն գտնվող զուգարանին[10]։

2008 թվականի մայիսի 21-ին Զվեզդայի 7-ամյա զուգարանում խափանվեց գազ-հեղուկ բաժանիչի պոմպը, թեև պինդ թափոնների հատվածը շարունակում էր գործել։ Անձնակազմը փորձեց փոխարինել տարբեր մասեր, սակայն չկարողացավ վերանորոգել խափանված մասը։ Մինչ այդ նրանք մեզի հավաքման համար օգտագործեցին ձեռքով ռեժիմը[11]։ Անձնակազմն ուներ նաև այլ տարբերակներ՝ օգտագործել Սոյուզ տրանսպորտային մոդուլի զուգարանը, որը բավարար էր միայն մի քանի օր օգտագործելու համար, կամ անհրաժեշտության դեպքում օգտագործել մեզի հավաքման պարկեր[12]։ Փոխարինող պոմպը ուղարկվեց Ռուսաստանից դիվանագիտական փոստով, որպեսզի Դիսքավերի Սփեյս Շաթլը այն կայան տեղափոխեր STS-124 առաքելության շրջանակում՝ հունիսի 2-ին[13][14][15]։

Այլ կառուցվածքային տարբերակներ

[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Խորհրդային/ռուսական Միր տիեզերակայանի զուգարանը նույնպես օգտագործում էր նմանատիպ համակարգ[16]։

Թեև Soyuz տիեզերանավը իր ստեղծման պահից՝ 1967 թվականից, ուներ ներսում տեղադրված զուգարանային հարմարանք՝ ուղեծրային մոդուլում լրացուցիչ տարածության շնորհիվ, բոլոր Ջեմինի և Ապոլոն տիեզերանավերում տիեզերագնացները ստիպված էին միզել այսպես կոչված «թեթևացման խողովակի» մեջ, որի պարունակությունը արտանետվում էր տիեզերք, մինչդեռ կղանքը հավաքվում էր հատուկ նախագծված պարկերում[17]։ Հարմարանքներն այնքան անհարմար էին, որ դրանցից խուսափելու համար տիեզերագնացները իրենց թռիչքների ընթացքում ուտում էին հասանելի սննդի կեսից պակասը[18]։ Սքայլաբ տիեզերակայանը, որը ՆԱՍԱ-ն օգտագործել է 1973 թվականի մայիսից մինչև 1974 թվականի մարտը, ուներ ներսում տեղադրված թափոնների հավաքման հարմարանք, որը ծառայեց որպես շաթլների Թափոնների հավաքման համակարգի նախատիպ, սակայն նաև ուներ ներսում տեղադրված ցնցուղային հարմարանք։ Սքայլաբի զուգարանը, որը նախագծվել և կառուցվել էր Լոնգ Այլենդի Fairchild Republic Corp.-ի կողմից, հիմնականում բժշկական համակարգ էր՝ մեզի, կղանքի և փսխման նմուշներ հավաքելու և Երկիր վերադարձնելու համար, որպեսզի ուսումնասիրվեր տիեզերագնացների կալցիումային հավասարակշռությունը։

Նույնիսկ այս հարմարանքների առկայության դեպքում, տիեզերագնացները օգտագործում են թռիչքից առաջ աղիքների մաքրում և ցածր մնացորդային սննդակարգեր՝ կղման անհրաժեշտությունը նվազագույնի հասցնելու համար[19]։ Սոյուզի զուգարանը օգտագործվել է Միրից վերադարձի առաքելության ժամանակ[16]։

Զվեզդա ԳԱՄ-ը տիեզերական սարքավորումների ռուսական մշակող է, որի արտադրանքի շարքում են նաև զրոյական ձգողականության զուգարանները[20]։

ՆԱՍԱ-ն Օրիոն տիեզերանավի և Միջազգային տիեզերական կայանի համար մշակում է 23 միլիոն դոլար արժողությամբ նոր սերնդի տիեզերական զուգարան, որը կոչվում է Թափոնների կառավարման համընդհանուր համակարգ (ԹԿՀՀ)[21][22]։ ԹԿՀՀ-ը առաջին տիեզերական զուգարանն է, որը հատուկ նախագծված է ինչպես կանանց, այնպես էլ տղամարդկանց համար՝ հեշտացնելով կանանց կողմից տիեզերական զուգարանի օգտագործումը և միաժամանակ կղանքի ու մեզի համար օգտագործումը։ Այն նախատեսված է լինելու լիովին ավտոմատ, ավելի անաղմուկ, թեթև, հուսալի, հիգիենիկ և կոմպակտ, քան նախորդ համակարգերը[21][23]։ Իր նորարարությունների թվում ԹԿՀՀ-ը հիմնվում է եռաչափ տպագրության տեխնիկայի վրա՝ ներառելու այնպիսի մետաղներ և համաձուլվածքներ, ինչպիսիք են ինկոնելը, էլգիլոյը և տիտանը, որոնք կարող են դիմակայել զուգարանում մեզի մշակման համար օգտագործվող թթուներին[23]։ ԹԿՀՀ-ը առաջին անգամ ՄՏԿ է հասցվել 2020 թվականի հոկտեմբերին[24]։

Ծանոթագրություններ

[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
  1. ↑ «Gigapan: Space Shuttle Discovery Toilet». National Geographic. National Geographic Society. Արխիվացված օրիգինալից 2013 թ․ սեպտեմբերի 5-ին. Վերցված է 2013 թ․ սեպտեմբերի 8-ին.
  2. ↑ Shuttle's Toilet Requires Special Training (YouTube). NASA. 2010-05-05. Արխիվացված օրիգինալից 2021-12-14-ին.
  3. ↑ Walker, Charles D. (2005 թ․ մարտի 17). «Oral History 2 Transcript» (PDF). NASA Johnson Space Center Oral History Project (Interview). Interviewed by Ross-Nazzal, Jennifer. Վերցված է 2011 թ․ դեկտեմբերի 29-ին.
  4. 1 2 3 4 Elburn, Darcy (2019-08-02). «Boldly Go! NASA's New Space Toilet». NASA. Վերցված է 2022-02-07-ին.  This article incorporates text from this source, which is in the public domain.
  5. ↑ NASA (2001 թ․ նոյեմբերի 15). «Configuration Changes and Certification Status – Shuttle Urine Pre-treat Assembly» (PDF). STS-108 Flight Readiness Review. Արխիվացված է օրիգինալից (PDF) 2004 թ․ նոյեմբերի 8-ին. Վերցված է 2006 թ․ դեկտեմբերի 28-ին.
  6. 1 2 «35 Years Ago: STS-41D – First Flight of Space Shuttle Discovery - NASA» (ամերիկյան անգլերեն). 2019-08-30. Վերցված է 2023-12-16-ին.
  7. ↑ Croft, Melvin; Youskauskas, John (2019). Come Fly with Us: NASA's Payload Specialist Program. Outward Odyssey: a People's History of Spaceflight. University of Nebraska Press. էջ 15. ISBN 9781496212252.
  8. ↑ Cheryl L. Mansfield (2008 թ․ նոյեմբերի 7). «Station Prepares for Expanding Crew». NASA. Վերցված է 2009 թ․ սեպտեմբերի 17-ին.
  9. ↑ Lu, Ed (2003 թ․ սեպտեմբերի 8). «HSF – International Space Station – "Greetings Earthling"». Արխիվացված է օրիգինալից 2003 թ․ սեպտեմբերի 6-ին. Վերցված է 2006 թ․ դեկտեմբերի 21-ին.
  10. ↑ Fareastgizmos.com (2007 թ․ հուլիսի 6). «19 million US Dollars for a space station toilet». Վերցված է 2007 թ․ հուլիսի 9-ին.
  11. ↑ «Toilet trouble for space station». BBC News. 2008 թ․ մայիսի 29. Վերցված է 2010 թ․ հունվարի 4-ին.
  12. ↑ «Space station struggles with balky toilet». NBC News. 2008 թ․ մայիսի 27.
  13. ↑ «Astronauts To Fix Space Station Toilet». Արխիվացված է օրիգինալից 2008 թ․ սեպտեմբերի 19-ին.
  14. ↑ «ISS – Zvezda Bathroom Repairs and Shuttle Preps for Crew». Արխիվացված է օրիգինալից 2012 թ․ հուլիսի 15-ին.
  15. ↑ «Space Station Toilet Parts Set for Liftoff». RedOrbit. 2008 թ․ մայիսի 29.
  16. 1 2 Shuttleworth, Mark (2002 թ․ փետրվարի 9). «Toilet Training». First African in Space. Վերցված է 2006 թ․ դեկտեմբերի 28-ին.
  17. ↑ Sandra Häuplik-Meusburger: Architecture for astronauts: an activity-based approach. Springer, 2011, 978-3-7091-0666-2, Hygiene Apollo – Resume Toilett, p. 134–137.
  18. ↑ Bourland, Charles T. (2006-04-07). «Charles T. Bourland». NASA Johnson Space Center Oral History Project (Interview). Interviewed by Ross-Nazzal, Jennifer. Վերցված է 2014 թ․ դեկտեմբերի 24-ին.
  19. ↑ «Low Residue Diet». Buzzle.com. 2011 թ․ դեկտեմբերի 15. Արխիվացված օրիգինալից 2008 թ․ ապրիլի 20. Վերցված է 2012 թ․ մայիսի 24-ին.{{cite web}}: CS1 սպաս․ unfit URL (link)
  20. ↑ «Assenisation Sanity Unit ASU-8A». Zvezda-npp.ru. Արխիվացված է օրիգինալից 2012 թ․ փետրվարի 13-ին. Վերցված է 2012 թ․ մայիսի 24-ին.
  21. 1 2 James L. Broyan Jr.; Michael K. Ewert; Patrick W. Fink (2014 թ․ օգոստոսի 4). «Logistics Reduction Technologies for Exploration Missions» (PDF). NASA. Արխիվացված է օրիգինալից (PDF) 2014 թ․ հոկտեմբերի 6-ին. Վերցված է 2014 թ․ սեպտեմբերի 28-ին.
  22. ↑ Grush, Loren (2020-10-01). «NASA is about to launch an upgraded microgravity toilet to the International Space Station». The Verge (անգլերեն). Վերցված է 2020-10-03-ին.
  23. 1 2 Thomas J. Stapleton; Shelley Baccus; James L. Broyan Jr. (2013 թ․ հունվարի 1). «Development of a Universal Waste Management System» (PDF). NASA. Արխիվացված է օրիգինալից (PDF) 2014 թ․ հոկտեմբերի 6-ին. Վերցված է 2014 թ․ սեպտեմբերի 28-ին.
  24. ↑ Melissa McKinley; Melissa Borrego; James Lee Broyan, Jr. (2022 թ․ հուլիսի 10). «NASA Universal Waste Management System and Toilet Integration Hardware Operations on ISS -- Issues, Modifications and Accomplishments» (PDF). Վերցված է 2024 թ․ փետրվարի 7-ին.
Ստացված է «https://hy.wikipedia.org/w/index.php?title=Տիեզերական_զուգարան&oldid=10831675» էջից