Быстро дайте салфетку! - говорят, что именно это произнёс астронавт Томас Стаффорд во время миссии Аполлон-10 в 1969 году. Через несколько секунд коллега Юджин Сернан добавил нечто ещё менее цензурное, что мы не будем цитировать. В это время в кабине корабля парил свободный фекальный сгусток.
Ещё была ситуация, когда на МКС сломался туалет у одной части команды и они пользовались общим.
Ну а в апреле 2026 года четыре астронавта миссии "Артемида-2" отправились в десятидневный полёт вокруг Луны и снова столкнулись с туалетными проблемами. На этот раз стоимость космического туалета составила около 23 миллионов долларов.
Но в чём тут проблема? Почему наконец нельзя просто взять и сделать работающий туалет? Это же не самое сложное дело, не так ли? Вновь удивлю вас, но эта простая задача становится даже посложнее, чем сам запуск миссии.
Добро пожаловать в одну из самых недооценённых и невероятно сложных задач космической инженерии, над которой вы обычно лишь усмехаетесь. Давайте разберем детали проблемы и, возможно, вы перестанете сравнивать туалет космический и выгребную яму на вашей даче.
Туалет Шаттла или начало проблем
Когда в 1981 году полетел Спейс Шаттл, на борту наконец появился полноценный туалет. Идея была блестящей. Мощный поток воздуха заменял гравитацию и затягивал отходы внутрь. Они попадали в герметичный отсек, внутри которого быстро двигался воздух и работал высокоскоростной отбрасыватель, который собирал и прижимал отходы к стенкам. Вентиляторы разделяли жидкие и твёрдые фракции. Первые сбрасывались за борт, вторые вакуумно высушивались воздействием космического вакуума и хранились на борту. По крайней мере, так задумывалось.
Но на первом же полёте шаттла STS-1 в 1981 году система сбора жидкости сработала нормально, но система для твёрдых отходов провалилась. Вакуумная сушка фекалий при воздействии космического вакуума имела тенденцию образовывать фекальную пыль, и если вся система не работала идеально, материал мог мигрировать в вентиляционную систему, распространяя эту пыль по всей кабине. Звучит смешно, но это пока в твой единственный источник воздуха не попадает мелкий навоз.
Именно это и произошло во время входа в атмосферу STS-1. Пыль попала в систему климат-контроля, и небольшое её количество оказалось в основной кабине.
Помимо гигиенических рисков, шаттловский туалет страдал системной проблемой. Он не учитывал женскую анатомию. Женщины появились в отряде астронавтов NASA в 1978 году, но туалет не модернизировали ещё много лет. Но ладно бы это... Но почему такая простая проблема решалась так сложно и с такими приколами?
Физика предала сантехников
Чтобы понять, почему создать космический туалет так чертовски сложно, нужно разобраться в том, что именно происходит с жидкостями в условиях микрогравитации.
На Земле у нас есть гравитация. Она делает за нас почти всю работу. Жидкость течёт вниз, отходы собираются в унитазе, вода смывает их в канализацию. Всё это настолько очевидно, что мы вообще не задумываемся о физике процесса.
В условиях отсутствия земного притяжения жидкость не течёт вниз. Вместо этого главную роль начинают играть другие силы - поверхностное натяжение, форма труб, движение самого корабля. Это делает крайне сложным проектирование оборудования с учётом всех этих нюансов. И долгое время таких моделей просто не было. Никто из ученых на полном серьезе не разрабатывал математические модели поведения туалетных отходов в невесомости, потому изначально инженеры действовали просто "пальцем в небо".
Поверхностное натяжение в невесомости - это не мелочь. На Земле оно слабо по сравнению с гравитацией и проявляется лишь в тонких капиллярах. В космосе оно доминирует. Жидкость собирается в идеальные сферы и прилипает к любой поверхности. Отходы не утекают сами - они цепляется за стенки труб.
Введение дополнительного воздуха для проталкивания отхода через трубопроводы может создать пузырьки, прилипающие к стенкам труб, что создаёт риск закупорок. В условиях микрогравитации пузырьки воздуха в системе могут сбивать датчики влажности и давления, приводя к ложным срабатываниям контроллера.
А ещё температура. Пространство - это вакуум, и температуры могут колебаться в огромных диапазонах. Переход от жары к холоду может произойти за считанные минуты. Понятно, что предсказать это в целом можно, используя огромное количество экспериментальных данных, но у нас даже нет такой области знаний, которая изучает поведение таких систем. До сих пор нет.
Собственно, именно это и произошло на "Артемиде-2". В дренажной трубе образовалась ледяная пробка, полностью перекрыв сброс жидких отходов.
$23 миллиона, которые не спасли
В этот раз использовалась "Универсальная система управления отходами". Это кульминация шестидесяти лет инженерной мысли. Система на 65% меньше и на 40% легче туалета, который ранее использовался на МКС и был создан ещё в 1990-х годах.
Версия для Артемиды-2 отличалась от станционной одним принципиальным образом - МКС-туалет перерабатывает жидкий отход обратно в питьевую воду с эффективностью до 98%. Туалет на Orion же спроектирован для выброса жидких отходов в открытый космос, поскольку миссия короткая и система рекуперации воды здесь нерентабельна. Но именно эта вентиляционная линия и стала ахиллесовой пятой.
В какой-то степени, это всё те же грабли. Стоило только-только отработать технологию с МКС, как появляется новая идея, которая должна всё упростить. Но такой подход не тестировался, а потому разные сюрпризы всё равно возможны. И, как выяснилось, эта логика вновь сработала.
Проблемы с туалетом начались почти сразу после старта. Вскоре после выхода на орбиту экипаж обнаружил, что насос туалета не работает. Фекальная функция туалета оставалась доступной, а вот с жидкой частью возникли трудности.
Вроде как, это удалось решить. Но затем, примерно на пятый день миссии, вентиляционная линия оказалась полностью заблокирована. Мы уже знаем почему. Сейчас NASA расследует точную причину.
Почему это невозможно нормально протестировать
Хорошо, но вот мы сказали про тестирование. Ну неужели нельзя прогнать эту разработку в подходящих условиях и оценить проблемы ещё на Земле?
Оказывается исследователи могут моделировать возможную динамику жидкостей в условиях космоса в лабораториях на Земле заранее, но это никогда не будет идеально. Специалисты напротив утверждают, что при таком количестве данных, удивительно, что туалет работал так хорошо.
Для имитации микрогравитации NASA использует параболические полёты на самолёте (так называемую рвотную комету), где невесомость длится около 25 секунд за заход. Этого достаточно для базовых экспериментов, но не для проверки сложных термодинамических систем в течение десяти дней.
Одновременно воспроизвести все факторы - микрогравитацию, экстремальные температурные колебания, вакуум и реальный поток биологических жидкостей разной температуры и вязкости - технически невозможно ни в одной земной лаборатории. Единственный настоящий тест - это сам полёт.
Это становится хорошо понятно, когда, например, планируешь работу собственного дачного туалета или зимнего водопровода. Вроде бы прикидываешь все варианты в стиле "где замерзнет" или "что подогреть", но без реального опыта обязательно происходит что-то такое, от чего ты впадаешь в лёгкий шок.
Тут всё ещё сложнее. Тонкие трубки быстрее забиваются осадком и легче промерзают, а микрогравитация коварна - пузырьки воздуха в системе могут сбивать датчики влажности и давления, приводя к ложным срабатываниям контроллера.
Так что те, кто активно высмеивают эту бесспорно комичную ситуацию и ссылаются на никчёмность инженеров, просто не понимают, о чём идёт речь и сами никогда ничего не разрабатывали и не запускали в эксплуатацию.
Почему это важнее, чем кажется
Если отбросить весь юмор, то туалетный вопрос - это критическая инфраструктура. Накопление жидких отходов в герметичной кабине создаёт реальные угрозы. Аммиак токсичен, влажность нарушает работу электроники, а санитарные риски в замкнутом пространстве для четырёх человек в течение десяти дней очень серьёзны.
По словам руководителя проекта Мелиссы Маккинли, данные миссии "Артемида-2" определят, как будут устроены туалеты не только на следующих лунных полётах, но и в будущей марсианской программе.
Миссия на Марс займёт не десять дней, а от восьми месяцев до трёх лет. Здесь туалет - буквально вопрос жизнеобеспечения. И да, это вам не в лес отойти за кустик.
Возможные изменения включают добавление нагревателя или регулировку потока воздуха в вентиляционных линиях - относительно незначительные доработки в общем масштабе вещей.
Не забывайте ставить лайки статье и подписываться! Это очень важно для развития проекта, а вы будете видеть ещё больше интересных статей в ленте! На канале есть премиум, где много интересного.