Инженеры NASA, разрабатывающие космический челнок «Орион», который в 2023 году должен доставить астронавтов на лунную орбиту, столкнулись с проблемой при проектировании космического биотуалета. Современный космический туалет работает так же, как и туалеты в самолетах или современных поездах. Отходы двух видов всасываются в приемник при помощи турбовентиляторного двигателя. Дальше их космические дороги расходятся. На «Орионе» твердая фракция останется на хранении вплоть до возвращения челнока на Землю, а жидкая — сбрасывается в космическое пространство и превращается в «желтый снег». Особенность туалета в том, что он очень шумный — вентилятор делает свое дело. Но, к сожалению, это наименьшая из проблем. Шум пережить можно, а вот с запахом надо что-то делать.
В 1969 году экипаж «Аполлона-10» пережил жуткую аварию «устройства удержания экскрементов» — оно не справилось со своей задачей и часть его содержимого начало плавать по кабине вместе с астронавтами. Процесс ловли экскрементов при помощи салфетки даже отражен в стенограмме полета, продолжавшегося десять дней.
В 2020 году NASA отправило новый туалет стоимостью $23 млн на МКС на полевые испытания. Поскольку гравитация на МКС отсутствует, для направления потока отходов в нужном направлении в устройстве используются вентиляционные двигатели, создающие отрицательную тягу. Изделие называется «Универсальная система хранения и переработки отходов» (UWMS —Universal Waste Management System).
Принцип работы усовершенствованного устройства для «Ориона» будет такой же: твердое — хранить, жидкое — замораживать и выбрасывать. NASA уже проделывало такие маневры с мочой, в частности, на «Шаттлах». Но во время полета урина не дожидалась вылета за борт, а замерзала уже в системе выхлопа. Поэтому инженеры добавляют в систему подогреватель, не дающий субстанции замерзнуть раньше времени.
Перспектива хранения человеческих отходов в течение недель ставит перед инженерами задачу совместить в одном изделии три требования — по весу, размеру и запаху. Запах создается химическими соединениями, которые при разложении отходов выделяются сквозь фильтры, как раз предназначенные для удаления этих соединений. NASA не может себе позволить использовать на космическом корабле химические дезодоранты: они быстро загрязнят воздух, и с ними атмосфера станет более вредной для здоровья космонавтов, чем в туалете без «освежителя воздуха». Кроме того, контейнеры с дезодорантами — это дополнительные резервуары с газом под давлением, соответственно — дополнительный источник риска взрыва.
Исследователи опробовали множество вариантов поглотителей запахов. Пока что лучшим решением остается старый проверенный реагент — активированный уголь, который может поглощать запахи и не требует для работы электроэнергии или дополнительных химикатов. Вещество можно разместить в фильтре вентиляционной системы космического корабля.