Thách thức toilet vũ trụ

Hãy tưởng tượng bạn đang ở trên một con tàu vũ trụ chật hẹp, lao đi với vận tốc cực lớn. Không có trường hấp dẫn, nỗi sợ không gian kín có thể khiến bạn quay cuồng. Và trong tình trạng ấy, bạn sẽ phải cần đến… buồng vệ sinh.

Việc thiết kế buồng vệ sinh (toilet) vũ trụ luôn là thách thức đối với Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA). Cơ quan này đề nghị tất cả mọi người trên thế giới, ai có ý tưởng đều có thể tham gia thiết kế toilet vũ trụ.

Người chiến thắng trong cuộc thi thiết kế toilet vũ trụ “Lunar Loo Challenge” của NASA sẽ được nhận giải thưởng trị giá 20.000 USD. Điều quan trọng rút ra từ cuộc thi là ý tưởng thiết kế có thể ảnh hưởng nhiều đến sứ mệnh chinh phục vũ trụ của nhân loại.

Vấn đề rắc rối của NASA

“Chúng tôi muốn các nhà sáng chế, các nhà khoa học có thể đóng góp công sức vào các chuyến du hành vũ trụ”, ông Michael Interbartolo, thành viên nhóm thiết kế module đổ bộ Mặt trăng có phi hành đoàn (Human Lunar Lander Crew), cho biết.

Ý tưởng cuộc thi rất đơn giản và dựa trên việc khuyến khích xã hội giúp đỡ phát triển toilet vũ trụ, có thể hoạt động trong điều kiện vi hấp dẫn, chẳng hạn như trên Trạm Vũ trụ quốc tế ISS hoặc trong điều kiện trọng trường yếu, như trên Mặt trăng.

Theo hướng dẫn của các nhà tổ chức cuộc thi, toilet phải chứa được 500 g chất thải sau mỗi lần sử dụng; Đồng thời đảm bảo phi hành đoàn “không có nguy cơ tiếp xúc với các chất thải trong bồn cầu”.

“Sử dụng toilet trong vũ trụ là việc vô cùng khó khăn. Các phi hành gia thật sự cần giải pháp mới. Theo tôi biết, việc sử dụng toilet là một trong những trải nghiệm không hay trong vũ trụ” – ông Christian Cotichini, Giám đốc Công ty HeroX – đơn vị đồng tổ chức cuộc thi, cho biết

Những sự cố khó chịu

Vấn đề này không mới, NASA đã biết về nó từ thời du hành lên Mặt trăng, khi các phi hành gia sử dụng cái gọi là “Apollo Fecal Containment Device”, nói nôm na là túi đựng chất thải. Để đảm bảo túi không bị vỡ vì lượng khí sinh ra quá lớn, các chuyên gia đã bổ sung thêm vào túi các chất diệt trùng đặc biệt. “Thật sự, phi hành đoàn rất ghét “túi Apollo” , ông Interbartolo cho biết.

Một sự cố không vui vẻ đã xảy ra trong thời gian diễn ra sứ mệnh Apollo 10 (năm 1969). Một phần chất thải đã thoát ra khỏi “túi Apollo” và bay lơ lửng trong tình trạng không trọng lượng khắp khoang tàu trước sự kinh hãi của các phi hành gia. Sứ mệnh Apollo 10 kéo dài 8 ngày đêm trong nỗi kinh hoàng ấy.

Các kỹ sư Nga là những người đầu tiên phát triển toilet vũ trụ sử dụng chân không để hút chất thải. Buồng vệ sinh này tương tự như thiết bị trên Trạm Hòa Bình. Vào thời gian ấy, nước tiểu thường bị thải ra ngoài không gian vũ trụ. Đã từng xảy ra sự cố là phân đóng băng làm hư hại một tấm panel năng lượng Mặt trời của Trạm Hòa Bình.

Một kiểu toilet vũ trụ.

Buồng vệ sinh vũ trụ

Mặc dù đã vài chục năm trôi qua kể từ thời điểm đó, nhưng vấn đề toilet vũ trụ vẫn không có nhiều thay đổi. Toilet trên Trạm ISS không khác mấy so với toilet trên Trạm Hòa Bình. Hiện giờ, trong vũ trụ người ta sử dụng toilet nhựa, rất bất tiện so với trên mặt đất. Các túi đựng phân được bắn ra khỏi Trạm ISS và bốc cháy trong khí quyển Trái đất. Nước tiểu theo hệ thống ống dẫn đặc biệt chảy vào thiết bị tái chế. Tại đây nước tiểu được xử lý thành nước uống cho phi hành đoàn.

Toilet vũ trụ mới có ý nghĩa rất quan trọng đối với NASA, bởi vì cơ quan này dự kiến đưa người quay trở lại Mặt trăng vào năm 2024. Cũng không loại trừ khả năng là sắp tới khách du lịch sẽ đua nhau lên quỹ đạo. Vì vậy, cần phải có giải pháp mới cho vấn đề toilet vũ trụ. “Không thể quay lại Mặt trăng với các hệ thống cũ kỹ được sử dụng trong các sứ mệnh Apollo”, ông Interbartolo nhận định.

Trong thời gian diễn ra các sứ mệnh Apollo, các phi hành gia để lại trên Mặt trăng 96 túi đựng phân với tổng khối lượng trên 270 kg. Nếu nói về các chuyến bay xa hơn, chẳng hạn như lên sao Hỏa, thì khối lượng chất thải chắc chắn sẽ lớn hơn rất nhiều.

Vấn đề gây lo ngại còn lại là phân và các chất thải khác có khả năng làm ô nhiễm các hành tinh khác. Chính vì vậy, các nhà khoa học đưa ra nguyên tắc “bảo vệ hành tinh”, theo đó, các vi khuẩn Trái đất, rác và phân không được bỏ lại trên các thiên thể khác.

Các nhà khoa học hi vọng, mọi người sẽ đóng góp ý tưởng để giải quyết nhiều vấn đề liên quan đến toilet trong không gian vũ trụ. “Nhờ sự giúp đỡ của những người bình thường, chuyến bay gần nhất lên Mặt trăng có thể là chuyến bay hợp vệ sinh nhất trong lịch sử chinh phục vũ trụ” – ông Christian Cotichini nhận định.