مكوك الفضاء ديسكفري ومرحاضها

2024 مؤلف: Sherilyn Boyd | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 09:38

بعد قليل ، أخبرناك قصة غواصة الحرب العالمية الثانية التي فقدت بسبب وجود مرحاض عاطل. اتضح أن حادثة مماثلة هددت مكوك الفضاء ديسكفري في عام 1989 …

TOP SECRET

في 22 نوفمبر 1989 ، انطلق مكوك الفضاء ديسكفري من منصة الإطلاق في مركز كينيدي للفضاء في فلوريدا لبعثة سرية دامت خمسة أيام في مدار الأرض. ويعتقد أنه نشر قمر صناعي للتجسس لصالح وزارة الدفاع ، ولكن بما أن المهمة كانت (وما زالت) مصنفة ، فإن حكومة الولايات المتحدة وحدها هي التي تعرف ذلك بالتأكيد.

ولكن ظهرت بعض تفاصيل المهمة ، وهي تتضمن شيئًا أكثر بقليل من الأرض: مرحاض مكوك الفضاء ، أو نظام جمع النفايات (WCS) ، كما كان معروفًا بشكل أفضل. بدا الجهاز الذي تبلغ تكلفته 30 مليون دولار وكأنه مرحاض عادي ، ولكن لأنه صُمم للعمل في انعدام الجاذبية ، كانت تجربة استخدامه مختلفة تمامًا عن استخدام المرحاض على الأرض. تم تجهيز مرحاض WCS بحزام مقعد وركاب سمحت لرواد الفضاء المكوكيين بترسيخ مكانهم في مكان ، بحيث لم يطفو في وسط أعمالهم. وبدلًا من مقبض الغسل ، تم تشغيل المرحاض برافعة شبيهة بنقل عصا السيارات.

سلوك شفتى

• عندما احتاج رواد الفضاء إلى الرد على نداء الطبيعة ، بعد أن قاموا أولاً بتأمين أنفسهم إلى المرحاض باستخدام حزام المقعد والركائب ، قاموا بتحريك ذراع المرحاض مرة واحدة ، وأغلقوا صمامًا على الهيكل الخارجي يدعى صمام تنفيس السطح الذي كان مفتوحًا عادةً للفراغ. من الفضاء.
• وبمجرد إغلاق الصمام ، يفتح نوبة ثانية من الرافعة صمامًا داخليًا يسمى صمام التمرير أو صمام بوابة المرحاض في قاع وعاء المرحاض. كان المرحاض الآن "مفتوحًا للأعمال" ؛ يمكن إيداع البول في قمع مرتبط بخرطوم فراغ (متوفر على شكل قمع على شكل ذكور وإناث) ، ويمكن إيداع النفايات الصلبة في وعاء المرحاض.
• وللمساعدة في وصول النفايات الصلبة إلى قاع الوعاء ، أدى التحول الثالث لرافعة المرحاض إلى تنشيط مروحة تستخدم تدفق الهواء لتفريغ النفايات من خلال صمام بوابة المرحاض في حجرة تثبيت داخلية للمرحاض.
• بعد أن كانت النفايات تطفو إلى داخل المقصورة الداخلية ، تحول تبديل المرحاض في الاتجاه العكسي عن المروحة.
• أغلق تغيير عكسي ثاني صمام بوابة المرحاض ، وتأمين النفايات الصلبة في المقصورة الداخلية للمرحاض.
• فتح التحول العكسية النهائية صمام التهوية على ظهر السفينة ، مما يعرض المقصورة الداخلية والنفايات الصلبة فيها إلى فراغ الفضاء الخارجي. القيام بذلك لتجميد النفايات ، وقتل البكتيريا والمساعدة في السيطرة على الروائح. بقيت النفايات نفسها محصورة داخل مقصورة الإمساك ، لأن طردها إلى الفضاء كان سيحولها إلى قذيفة تتحرك عبر الفضاء بسرعة تفوق 17000 ميل في الساعة.

عيد شكر سعيد

كانت هذه هي الطريقة التي كان من المفترض أن يعمل بها المرحاض ، وكانت هذه هي الطريقة التي تعمل بها عادة. لكن هذا لم يكن طريقة عملها في وقت مبكر من صباح 23 نوفمبر 1989 ، عيد الشكر ، عندما استيقظ قائد البعثة فريدريك د. غريغوري مبكراً وكان عليه الذهاب إلى الحمام. ذهب كل شيء على ما يرام حتى انتهى وعكس التحول لإغلاق صمام بوابة المرحاض. لم يدرك غريغوري ذلك ، لكن الصمام فشل في الإغلاق. (كان لا يزال مربوطة إلى المرحاض ، ومن هذا الموقف كان سيواجه صعوبة في تحديد ما إذا كان الصمام مفتوحًا أم مغلقًا).

عندما غادر غريغوري عكس مرة أخرى ، فتح صمام تنفيس القارب. والآن تم فتح كل من صمام بوابة المرحاض والصمام الإضافي في نفس الوقت ، مما يعرض الجزء الداخلي من مكوك الفضاء إلى فراغ الفضاء الخارجي. كانت هذه مشكلة كبيرة: الهواء داخل المقصورة المكوكية يهرع الآن إلى المرحاض ويخرج إلى الفضاء. إذا لم يتم إيقافها ، يمكن المكوك depressurize تماما ، مما أسفر عن مقتل جميع رواد الفضاء على متن الطائرة.

POT LUCK

لم يستغرق غريغوري طويلاً حتى يدرك أن شيئًا ما قد وقع بشكل خاطئ. كما لو أن الهواء الذي يندفع بين ساقيه وفي المرحاض لم يكن كافيًا ، فقد تسبب الانخفاض المفاجئ في ضغط الهواء في إطلاق إنذار صاخب استيقظ بقية الطاقم - فقط نوع الأشياء التي لا تريد أن تحدث عندما تكون البنطلون الخاص بك أسفل وكنت مربوطة إلى المرحاض الفضاء في انعدام الجاذبية.

كما أدى ضغط الهواء المتدفق إلى تنشيط نظام أوتوماتيكي يحل محل الهروب من الهواء عن طريق إطلاق الأكسجين والنيتروجين من صهاريج التخزين في حاوية الحمولة المكوكية. ولأن فتحة الحمولة نفسها مفتوحة على فراغ الفضاء ، كانت الدبابات شديدة البرودة وكان الأكسجين والنيتروجين الموجودان بها في صورة سائلة. قبل أن تدخل محتويات الدبابات المكوك ، يتم تسخينه ليصبح غازًا … ولكن فقط فقط - الغاز لا يزال شديد البرودة. وإذا كان فريد غريغوري بحاجة للتذكير ، سرعان ما اكتشف أن الأكسجين والنيتروجين يتم تغذيتهما داخل مقصورة مكوك الفضاء من خلال فتحات تقع مباشرة فوق المرحاض. لذا بالإضافة إلى الشعور بالهواء الذي يهدر من خلال ساقيه وسماع المنبه الذي يصرخ في أذنيه ، فقد غمره أيضًا غاز الأوكسجين والنيتروجين اللذين يتم إلقائهما على رأسه.

إلى الإنقاذ

Mission Specialist Story كان موسغريف أول عضو في الطاقم على الساحة. طار إلى غريغوري ومعا تمكنوا من تصارع صمام بوابة المرحاض مغلقة ، ووقف التسرب.ثم ساعد Musgrave غريغوري ، الآن المبردة تماما ، النزول من المرحاض.

تفاقمت الأزمة - ولكن الآن كان المرحاض الوحيد في المكوك خارج الخدمة ، وهذا يعني أن المهمة نفسها كانت في خطر. فرضت قواعد الطيران الخاصة بوكالة ناسا أنه إذا توقف مرحاض مكوك الفضاء عن العمل ولم يكن بالإمكان إصلاحه ، اضطر المكوك للعودة إلى الأرض "في أقرب وقت ممكن بشكل معقول" ، وفقًا لروب كيلسو ، مدير الرحلات بوكالة ناسا ، الذي كان يعمل في صباح عيد الشكر.

اضطرت المكوك مع مرحاض مكسورة إلى العودة إلى الأرض ، ولكن ليس بسبب عدم وجود طريقة أخرى للذهاب إلى الحمام في المدار. وقد حمل المكوك نسخة احتياطية من نظام احتواء البراز ، المعروف باسم "أكياس أبولو" ، التي يمكن أن يستخدمها رواد الفضاء إذا لم يكن المرحاض يعمل. تم استخدام أكياس أبولو في مهمات أبولو القمرية في أواخر الستينات وأوائل السبعينيات. لكن التجربة كانت مزعجة للغاية حتى أن مكتب الطيران التابع لناسا ، وهو نوع من نوعه مثل الاتحاد الذي يمثل رواد الفضاء ، نجح في الضغط على وكالة ناسا للحصول على قاعدة استراحة / مراحيض - العودة إلى الأرض ، حتى لا يتمكن رواد الفضاء تعاني من الإهانة من الاضطرار إلى استخدام أكياس أبولو مرة أخرى.

تبقى القابض

إذن ماذا كان يتعلق باستخدام حقائب أبولو التي جعلتها غير سارة حتى أن رواد الفضاء الذين عملوا طوال حياتهم للوصول إلى الفضاء يفضلون العودة إلى الأرض من البقاء في الفضاء واستخدام الأكياس؟ عدد من الأشياء ، اتضح:

بالنسبة للمبتدئين ، كانت الأكياس ، المعروفة باسم "جوانات الحمار" ، تحتوي على ختم لاصق حول الفتحة. كان من المفترض أن يقوم رائد الفضاء بغراء فتح الكيس إلى نهايته الخلفية لإنشاء ختم محكم يمنع النفايات الصلبة من الهرب ويطوف حول كابينة مكوك الفضاء.

أضف إلى ذلك حقيقة أنه في الفضاء يصعب على رائد فضاء أن يحقق "الانفصال" عن نفاياته دون مساعدة الجاذبية. وبسبب هذا ، ضمت أكياس أبولو جيبًا ضيقًا يسمى "سرير إصبعي". ويساعد هذا الجهاز على تمكين رائد الفضاء من تحقيق الفصل يدويًا ، وذلك عن طريق إدخال إصبع في سرير الطفل وإخراج النفايات من خلويها الخلفي باستخدام طرف الإصبع.. كما تم استخدام المهد الأصبع لدفع النفايات الصلبة إلى أسفل الكيس.

بعد تحقيق الانفصال ، كانت هناك حاجة إلى قدر كبير من المهارة لإزالة الكيس من الطرف الخلفي لرائد الفضاء دون ترك أي نفايات صلبة تهرب من الكيس. وبسبب هذا ، كانت "العائمة الطافية" حول المقصورة شائعة عندما تم استخدام أكياس أبولو. (انظر: أين ذهب أي مادة البراز قبل)

وقبل إغلاق الحقيبة ، كان على رائد الفضاء أن ينفث علبة من مبيد الجراثيم داخل الكيس ، ثم ختم الكيس ثم يعجن مبيد الجراثيم في فضلاته للتأكد من أنهما تم مزجهما معاً. السبب: لمنع البكتيريا المنتجة للغاز من النمو داخل الحقيبة المختومة ، والتي قد تتسبب في انفجارها في نهاية المطاف مثل قنبلة صغيرة ، ورش النفايات البشرية في جميع أنحاء داخل المركبة الفضائية.

كما لو أن عجن الإنسان نفسه مثل عجينة الخبز لم يكن سيئًا بما فيه الكفاية ، لسبب ما رأت وكالة ناسا أن ذلك يجعل أكياس أبولو من البلاستيك الشفاف ، ولا يترك شيئًا لخيال رواد الفضاء.

يمكن أن يستغرق استخدام حقيبة أبولو والتنظيف بعد ذلك ما يصل إلى ساعة ، ويفضل أكثر من واحد من رواد الفضاء في أبولو تجريدهم من ملابسهم بالكامل بدلاً من المجازفة بإحداث الفوضى في بذلاتهم الفضائية.

الحصول على GRIP

وكان السباق جاهزا لإيجاد حل لمشكلة مرحاض مكوك الفضاء وإنقاذ المهمة السرية من الانتهاء قبل الأوان. قام المهندسون العاملون في مركز التحكم في البعثات بتنظيم دورة مياه مماثلة لتلك الموجودة على متن ديسكفري ، وقاموا بسرعة بتجميع مجموعة من جميع الأدوات التي كان تحت تصرفهم رواد الفضاء. ثم اتصلوا في الفريق الهندسي الذي صمم المرحاض ووضعهم في العمل لإيجاد طريقة لإصلاحه ، باستخدام تلك الأدوات فقط.

استغرق الأمر بضع ساعات ، لكن المهندسين تمكنوا من تشخيص المشكلة والتوصل إلى حل بسيط: تم توجيه رواد الفضاء لإزالة الغطاء الأمامي للمرحاض واستخدام قبضة ملزمة (زوج من الزردية مع فك الفك) لفتح وإغلاق الصمام المختل يدوياً يدويًا كلما اضطرت للذهاب.

تم حل المشكلة! وقد انفجرت بقية المهمة دون أي عوائق (على حد علمنا ، على أي حال) وبعد خمسة أيام ، هبطت ديسكفري في الموعد المحدد في قاعدة إدواردز الجوية في كاليفورنيا. وظل ديسكفري في الخدمة حتى عام 2011 ، وطوال فترة حياته وصل إلى 39 مهمة ، أي أكثر من أي مكوك فضاء آخر. فقد أطلقت تلسكوب هابل الفضائي إلى المدار ، واستمرت في أكثر من 12 مهمة لبناء وتزويد محطة الفضاء الدولية ، وأرسلت في بعثتين سريتين إضافيتين إلى وزارة الدفاع. يتم عرضها اليوم في الملحق الوطني للمتاحف الجوية والفضائية التابع لمؤسسة سميثسونيان في شانتيلي بولاية فرجينيا.

HOLIDAY MEMORIES

انتقل العديد من مهندسي ناسا الذين كانوا في الخدمة في عام 1989 إلى أشياء أخرى ، لكن الكثير منهم لا يسعهم إلا تذكر الحادث عندما تتواصل في نوفمبر. كان واين هيل أحد مديري الرحلات الذين كانوا هناك. في عام 2009 نشر في مدونته كتب: "كل عيد الشكر الآن ، في وقت ما بعد الفطيرة وقبل مباراة كرة القدم / قيلولة ، وأنا ضحكة كما أتذكر تلك الحلقة. وشكرًا على الجاذبية والمراحيض الثلاثة في منزلي."

خارج عن السيطرة

لم تكن مكوك الفضاء ديسكوفيري هي المركبة الفضائية الوحيدة التي لديها مشاكل في الحمام. هنا اثنان آخران:

• الإيمان 7. أطلق رائد الفضاء جوردون كوبر إلى مدار حول الأرض في مايو 1963 على متن الإيمان 7 في الرحلة الأطول والأخيرة لبرنامج الفضاء الزئبقي.في تلك الأيام الأولى من رحلات الفضاء ، تم تصميم المركبة الفضائية Mercury لتطير تلقائياً دون أي مدخلات من الطاقم المكون من شخص واحد. "كان رائد الفضاء على طول الطريق - كانوا أكثر بقليل من" البريد المزعج في علبة ، "قيل. كانت هذه هي الطريقة التي كان من المفترض أن تعمل بها الأمور ، ولكن في نهاية مهمة كوبر التي استمرت 34 ساعة ، بدأت الأنظمة الأوتوماتيكية تفشل بشكل غامض. تفاقمت المشاكل ، وبحلول الوقت الذي كان فيه مستعدًا لإعادة إدخال الغلاف الجوي للأرض ، لم يكن لدى كوبر خيارًا كبيرًا سوى التحكم اليدوي في كبسولة الفضاء. باستخدام خطوط رسمها على نافذة الكبسولة للمساعدة في وضع الكبسولة بشكل صحيح لإعادة الدخول ، وبتوقيت إطلاق الصواريخ العائدة باستخدام ساعة يده ، كان قادراً على إحضار الكبسولة المعطلة في حالة الهبوط الآمن مع أقل القليل من المساعدة الأنظمة الأوتوماتيكية. ما الذي تسبب في فشل أنظمة إعادة الدخول؟ ووجد تحقيق أن حقيبة جمع البول من كوبر قد تسربت ، وعندما دخلت قطرات من بوله في المعدات ، كان قد تم قصره.
• مير. كانت المحطة الفضائية السوفييتية في المدار من عام 1986 إلى عام 2001 ، وبحلول نهاية عمرها ، فقدت الألواح الشمسية للمحطة حوالي 40 في المائة من طاقتها الإنتاجية المولدة للطاقة. وقد تبين أن هذه الخسارة ناجمة عن مرحاض مير ، الذي قام بنفاياته في الفضاء. ربما بدا الأمر وكأنه فكرة جيدة في ذلك الوقت ، لكن السوفييت أدركوا في نهاية الأمر أن الكثير من الأضرار التي لحقت بالألواح الشمسية قد نتجت عن بلورات البول المجمدة التي ارتطمت بها بسرعة عالية بما يكفي لإحداث أضرار حقيقية.