Đi vệ sinh trên tàu vũ trụ ở ngoài không gian: Những bí mật chưa kể!
Trên Trạm vũ trụ Quốc tế, đi vệ sinh không chỉ là nhu cầu sinh lý mà còn là một thử thách công nghệ. Từng giọt nước, mỗi mẩu chất thải đều được xử lý cẩn thận để tái chế thành nguồn nước uống và duy trì môi trường sống an toàn cho phi hành gia. Bạn có dám tưởng tượng “cà phê hôm qua” có thể trở thành “cà phê hôm nay”?
Khi nhắc đến Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), nhiều người mường tượng đến phi hành gia bay lơ lửng, màn spacewalk ngoạn mục hay các thí nghiệm khoa học. Ít ai để ý rằng, một trong những thử thách gần gũi nhất với con người lại chính là… việc đi vệ sinh.
Một phi hành gia từng nói đùa: “Yesterday’s coffee becomes tomorrow’s coffee!” nghĩa là “Cà phê hôm nay trở thành cà phê ngày mai”. Nghe có vẻ hài hước, nhưng thực tế đây là bài học sinh tồn nghiêm túc: nước là tài nguyên quý giá bậc nhất trên ISS, và việc tái sử dụng nước cùng xử lý chất thải là bắt buộc.
Từ câu chuyện Alan Shepard đến hệ thống nhà vệ sinh hiện đại
Những ngày đầu của ngành hàng không vũ trụ, nhu cầu đi vệ sinh chưa được tính đến. Năm 1961, Alan Shepard chuẩn bị trở thành người Mỹ đầu tiên bay vào vũ trụ. Chuyến bay dự kiến quá ngắn để phải lo chuyện vệ sinh, nhưng sự trì hoãn kéo dài hơn ba giờ khiến ông rơi vào tình huống khó xử: xin phép rời tên lửa để giải quyết nhu cầu cá nhân nhưng bị từ chối. Cuối cùng, ông phải đi tiểu trong bộ đồ phi hành gia. Sự kiện này khiến các kỹ sư nhận ra rằng nhu cầu sinh lý cơ bản không thể bị bỏ qua, dù trong không gian.
Khi Tạm Vũ trụ Quốc tế ISS được xây dựng chung giữa Mỹ và Nga, nhà vệ sinh đầu tiên xuất hiện nhưng chỉ thiết kế theo tiêu chuẩn nam giới, khiến phi hành gia nữ gặp khó khăn. Đại tiện là thách thức lớn: phi hành gia phải cố định cơ thể, ép đùi và mông vào bệ ngồi để chất thải không bay lơ lửng. Chỉ một khe hở nhỏ cũng có thể gây hậu quả nghiêm trọng. Nhiều phi hành gia thừa nhận rằng, trong số tất cả trải nghiệm không quên ngoài không gian, đi vệ sinh luôn là điều khiến họ e ngại nhất.
Đến năm 2018, NASA đầu tư 23 triệu USD để phát triển Universal Waste Management System (UWMS) – hệ thống nhà vệ sinh hiện đại, phù hợp cho cả nam và nữ, sử dụng hút chân không để gom chất thải ngay khi vừa rời cơ thể. Nhà vệ sinh trên trạm Thiên Cung của Trung Quốc cũng áp dụng nguyên lý tương tự.
Thiết bị gồm ống mềm với phễu dùng cho tiểu tiện, bệ ngồi kín khí cho đại tiện. Khi mở nắp bồn cầu, hệ thống hút tự động tạo luồng khí kéo chất thải xuống, tránh rò rỉ và mùi hôi. Nhỏ gọn nhưng cần thiết để giữ áp suất ổn định trong khoang.
Nước tiểu tái chế: Cà phê hôm nay thành cà phê ngày mai không chỉ là câu đùa
Chất thải lỏng chủ yếu được thu gom và tái chế. Nước tiểu có hơn 90% là nước, sẽ được đưa vào Urine Processor Assembly, tách các tạp chất và tạo ra nước tinh khiết. Nước còn được lấy từ hơi thở và mồ hôi, lọc sạch và đưa trở lại hệ thống uống. Tỉ lệ tái chế nước trên ISS lên tới 98%, trở thành yếu tố sống còn cho các sứ mệnh dài ngày.
Phi hành gia ban đầu có thể hơi e ngại, nhưng họ nhanh chóng quen, bởi chi phí đưa nước lên quỹ đạo rất cao – khoảng 50.000 USD mỗi kilogram. Tái sử dụng gần như toàn bộ lượng nước là điều bắt buộc để giảm chi phí vận hành trạm.
Chất thải rắn sẽ được hút vào túi chuyên dụng, cùng giấy vệ sinh, khăn ướt, găng tay… được niêm phong trong thùng chứa kín. Một số mẫu được giữ lại cho nghiên cứu y sinh, đánh giá ảnh hưởng của môi trường không trọng lực lên hệ tiêu hóa và vi sinh vật đường ruột. Phần còn lại được đưa lên tàu vận tải chở hàng. Các tàu này chỉ đi một chiều: mang hàng tiếp tế lên trạm rồi rơi vào khí quyển Trái Đất. Trong quá trình rơi, ma sát khiến toàn bộ chất thải cháy hết, đôi khi tạo vệt sáng trên bầu trời – nhìn từ Trái Đất, trông như sao băng.
Hệ thống xử lý chất thải trên ISS không chỉ là câu chuyện vệ sinh đơn thuần. Đây là nền tảng cho việc sinh tồn ngoài Trái Đất, chuẩn bị cho các căn cứ Mặt Trăng và sứ mệnh Sao Hỏa. Công nghệ phải vừa hiệu quả, vừa thích nghi với môi trường khắc nghiệt, nơi không thể trông cậy vào nguồn tiếp tế thường xuyên.
Mỗi giọt nước đều quý giá, mỗi quy trình phải chuẩn xác tuyệt đối. Những hệ thống nhà vệ sinh và tái chế chất thải trở thành một trong những thành tựu quan trọng nhất trong công nghệ vũ trụ, giúp bảo đảm cuộc sống của phi hành gia và mở đường cho con người tiến xa hơn trong khám phá vũ trụ.
