لوله کشی ایستگاه فضایی

در ایستگاه بین المللی فضایی هیچ فاضلابی وجود ندارد. در آنجا مواد از حالتی به حالت دیگر تبدیل میشوند! آیا میدانید طراحان ایستگاه فضایی چگونه این رویا را به واقعیت تبدیل کرده اند؟ برای دانستن پاسخ این پرسش و آشنایی با سیستم لوله کشی در ایستگاه فضایی، مقاله زیر را که به وسیله ناسا منتشر شده از دست ندهید.

اینجا روی زمین سیستم لوله کشی ساختمانها به کمک نیروی جاذبه کار میکند. خارج شدن آب وقتی شیر را باز میکنید یا شسته شدن فاضلاب پس از کشیدن سیفون توالت، به کمک نیروی جاذبه انجام میشود. اما در فضا نیروی جاذبه وجود ندارد یا اگر هم هست بسیار کم تاثیر است. بنابراین در چنین فضای بی وزنی برای حرکت آب در لوله ها یا دفع فاضلاب توسط فلاشکردن توالت، لازم است طراحی خاصی صورت گرفته باشد.

حرکت فاضلاب در ایستگاه فضایی نیز با حرکت در لوله فاضلاب  وقتی روی زمین است بسیار متفاوت است. سیستم فاضلاب روی زمین به صورت ثقلی کار میکند اما در فضا به دلیل بی وزنی روش کار به گونه دیگری است.

ایستگاه فضایی در فاصله 378 کیلومتری با زمین قرار دارد و با سرعت 7/5 کیلومتر در ثانیه در حال حرکت است! به خاطر دوری از زمین اجرای سیستم نیز اهمیت خاصی دارد چون اگر فضانوردان با نشتی مواجه شوند امکان پیداکردن مجری لوله کشی به سادگی فراهم نمیشود! خوب است بدانید طراحان ایستگاه فضایی، در زمان طراحی آن، پیشبینی های لازم را انجام داده و برای اجرای این پروژه انواع لوله، کانال، داکت، پمپ و فن را در نظر گرفته بودند.

در حال حاضر، این اجزا بین پوسته خارج ایستگاه و دیواره های داخلی درست شبیه رگها و شریانهای بدن انسان اجرا شده است. در لوله های ایستگاه فضایی که به صورت شبکه اجرا شده است.

گازها و مایعات لازم برای ایستگاه با هدف حفظ سلامتی فضانوردان حرکت میکنند و مرتب سیرکوله میشوند. عملیات بازیافت و سیرکوله یکی از دقیقترین و مهمترین عملیات تاسیساتی در ایستگاه است چون بیشتر وقتها ایستگاه فضایی با محیط خارج هیچگونه ارتباطی ندارد و مقدار آب و هوای کابین ثابت است. بنابراین اگر نشتی در سیستم لوله کشی وجود داشته باشد، جبران آن بسیار سخت خواهد بود.

تصفیه فاضلاب برای آب شرب!

برخلاف روی زمین که سیستم تصفیه فاضلاب در ساختمانها وجود ندارد و فاضلاب به سیستم فاضلاب شهری منتقل میشود، در ایستگاه فضایی یک سیستم جذب و تصفیه فاضلاب هم وجود دارد. این سیستم در نهایت پاکیزگی کار میکند و از مشخصات آن بازدهی بالا و چرخش آب و فاضلاب بدون نشتی است. شبکه تصفیه فاضلاب در ایستگاه فضایی، ادرار فضانوردان و حیوانات همراهشان را تصفیه میکند و آن را به منبع آب نوشیدنی ایستگاه منتقل و با آب موجود در آن، مخلوط میکند. این سیستم باید در نهایت پاکیزگی و بهداشت کار کند چون همانطور که در فضا مجری لوله کشی به راحتی پیدا نمیشود، شاید دسترسی به پزشک هم زیاد آسان نباشد!

هوای تازه و جنس لوله ها

یکی دیگر از تفاوت های تاسیسات روی زمین با تاسیسات فضایی،استفاده از هوای تازه یا Fresh Air است.

 در ایستگاه فضایی، ساکنان نمیتوانند پنجره را باز و از هوای تازه استفاده کنند. به همین دلیل جلوگیری از رشد قارچ و میکروب یکی دیگر از چالشهایی است که باید برای آن راه حل پیدا کرد. برای تامین هوای تازه کابین، لوله های خاصی اکسیژن و نیتروژن فشرده را به آنجا میرسانند و کانال هایی نیز دی اکسیدکربن فضا را به منبع ذخیره منتقل میکنند. این سیستم باید آنچنان خوب کار کند که در کابین هیچگونه گاز خطرناکی وجود نداشته باشد.

برای اطمینان از سالم بودن هوای کابین، میزان گاز به وسیله ی یک سیستم دقیق در هر لحظه آنالیز میشود. خوب است بدانید همه لوله ها و تجهیزات مورد استفاده در ایستگاه فضایی، باید از نوع فشرده، سبک، ضدخوردگی، ضدنشت، ضد میکروب و به طورکامل قابل اعتماد باشد. برای اطمینان از وجود این شاخصها، همه ی لوله های ایستگاه از جنس تیتانیوم و استیل ضدزنگ ساخته شده است.

حرکت سیال در فضای بی وزنی

اما به راستی در فضای بی وزنی چه اتفاقی برای سیال داخل لوله میافتد؟ به تصویرها نگاه کنید. تصویر بالایی  حرکت آب در لوله را در روی زمین نشان میدهد. هوا به دلیل چگالی کمتر، بالای آب قرار میگیرد. اما در فضا (تصویر زیرین) مشخص است که بین آب و هوا اختلاف چگالی وجود ندارد. بنابراین هوا در بین مایع تشکیل هسته داده و آب اطراف آن را گرفته است.

وقتی شما در زمین ساختمانی میسازید، کافی است لوله ها را اجرا کنید و آن را به شبکه آب شهری متصل کنید. جاذبه و فشار آب شهر، جریان آب در لوله را ممکن میکند. اما در فضا اینگونه نیست. آب در جای خود ساکن است و تمایلی به حرکت ندارد! در ایستگاه فضایی دهها پمپ و فن، وظیفه به حرکت درآوردن مایعات و گازها را برعهده دارند. در ایستگاه فضایی همه ی اجزای سرویسهای بهداشتی؛ روشویی، سینک و توالت هم با آنچه در زمین است، تفاوت دارد.

برای مثال فضانوردان به جای توالت، از دستگاهی خاص استفاده میکنند که با جریان هوا کار میکند. این دستگاه با مکش هوا، مواد دفعی را از بدن فضانورد دور میکند! این فقط گوشه ای از تاسیسات ایستگاه فضایی بود. ایستگاه فضایی چه در تاسیسات و چه در ساختار معماری دارای ویژگی های جالبی است.