Astronauten hebben een probleem –hoe ga je fatsoenlijk naar het toilet buiten de dampkring?
Gehuld in lompe en dikke ruimtepakken beschikt de gemiddelde astronaut over slechts twee opties: het zo lang mogelijk ophouden van de ontlasting en het dragen van een luier. Los van vasten zijn er geen alternatieven.
Toekomstig toiletbezoek in de ruimte ziet er echter stukken rooskleuriger. Dit dankzij dr. Thatcher Cardon, een 49-jarige huisarts, chirurg en kolonel uit het Texaanse Del Rio.
Nu ruimtevaartorganisaties mensen steeds verder weg willen sturen – naar de maan, asteroïden en zelfs naar Mars, moet er een goede oplossing komen voor het probleem van de Grote en de Kleine Boodschap. Precies de reden waarom HeroX en NASA samen een prijsvraag uitschreven, de Space Poop Challenge.
Woensdag maakten de organisatoren bekend dat dr. Cardon de hoofdprijs ter waarde van 15.000 dollar had gewonnen voor het prototype van zijn uitvinding.
"Je moet anticiperen op noodsituaties. Als een kleine meteoor een gat slaat in het Orion ruimteschip, moeten astronauten misschien wel zes dagen in hun pak doorbrengen voor ze kunnen terugkeren naar Aarde of de schade hersteld hebben," aldus dr. Cardon tegen Business Insider. "Behalve een luier bood het ruimtepak geen oplossing voor de ontlasting. Tot nu dan.”
Dr. Cardon liet Business Insider foto’s en video’s zien van zijn oplossing voor een probleem dat dat al zo oud is als de mens in de ruimte. Een oplossing die naar de naam MACES Perineal Access and Toileting System (M-PATS) luistert.
Dit is hoe zijn uitvinding werkt en waarom dit ruimtereizen misschien wel revolutionair zal veranderen.
Zelfs áls je een toilet hebt, dan nog is het geen pretje om in de ruimte naar de wc te moeten.
De Space Shuttle had een toilet, maar voordat je daar gebruik van kon maken moest je een uitgebreide training volgen om knoeien te voorkomen.
Vroeger deden astronauten hun behoefte in zakken middenin hun ruimtecapsules.
Ruimtepakken zijn evenwel nog erger, luiers lijken de enige optie.
Dr. Thatcher Cardons uitvinding, de M-PATS - kan revolutionaire oplossing voor een oud probleem zijn.
De M-PATS is gebouwd rondom een kleine luchtsluis op het kruis. Cardon noemt dit de "perineal access port" (PAP). (Het perineum is het weefsel tussen de anus en de genitaliën).
"Het hele ontwerpproces vond in mijn hoofd plaats. Ik ging liggen en visualiseerde de verschillende concepten", aldus Cardon. "Ik dacht: 'de ontlasting moet het pak uit.'"
"Alleen niet aan de achterzijde, astronauten moeten immers kunnen zitten en achterover leunen. De opening moet aan de voorzijde zitten, nabij het kruis."
Dr. Cardon ontleende het idee aan de laparoscopie, waar complexe chirurgie door een kleine opening wordt toegepast, meestal met behulp van een robot, in plaats van door middel van een grote incisie.
"Ik dacht: 'waarom kunnen we ontlasting niet via een kleine opening afvoeren? We kunnen hartkleppen vervangen door een gaatje in een bloedvat, dus waarom dit niet?'"
Zo werkt het: de PAP is een hele kleine luchtsluis. Als een astronaut klaar is, verwijdert hij of zij een veiligheidsdop.
Vervolgens sluit de astronaut een zelfsluitend ventiel aan op de PAP. Volgens Cardon is zijn prototype wat primitief, maar het idee is om het ventiel (links) in het pak open te laten.
Ten slotte schuift de astronaut een buis in het ventiel, de zogeheten inductor. "Dit voorkomt dat gas ontsnapt en houdt de druk gelijk, dus het is eenvoudig te openen."
Vanaf daar kan de astronaut een hele goocheldoos aan toiletartikelen in het pak inbrengen zonder last te krijgen van decompressie.
Een van Cardons grote doorbraken is de opblaasbare bedsteek.
De bedsteek is bekleed met een zachte badstof en bevat een glijmiddel. De flexibele steek wordt in opgerolde vorm door de inductor geleid, door de PAP en eenmaal in het pak aangekomen, in positie gebracht.
De astronaut knijpt dan in een pompje dat aan de steek vastzit en blaast 'm daarmee op.
Het glijmiddel zorgt ervoor dat de grote boodschap netjes in de steek glijdt en niet blijft plakken in het pak. De badstof functioneert als wc-papier, is de astronaut klaar, dan laat hij of zij de steek leeglopen, deze zich weer op en verlaat via de inductor het pak.
Voor verdere reiniging zijn andere apparaten beschikbaar zoals een bidet, maar pas écht revolutionair is de 'hygiënische toverstaf' met een vochtig doekje aan het uiteinde.
Kijk deze video om de magie van de hygiënische toverstaf te begrijpen.
Via de inductor kan de astronaut zelfs schoon ondergoed aantrekken. Deze is voor heren.
En deze is voor dames.
Voor beide onderbroeken geldt hetzelfde: gaat opgekruld in de inductor, door de poort en vouwt zich uit op de plek van bestemming.
Cardon heeft ook manieren gevonden om bij zowel mannen als vrouwen de urine af te voeren.
Een door batterijen aangedreven universele afzuiginstallatie trekt ontlasting in de steek of urine-collectoren, en uiteindelijk in de afvalzakken.
"Het mooiste aan deze uitvinding is de veelzijdigheid ervan", aldus dr. Cardon.
"Je kunt deze poort voor heel veel doeleinden gebruiken, zelfs voor chirurgische noodgrepen. Plaats zo'n poort op je navel en je kunt de ingewanden opereren. Eentje op de borst geeft je toegang tot dat gedeelte van het lichaam."
De bouw van de prototypes was een familie-aangelegenheid waarbij de kinderen de boodschappen deden en Cardons echtgenote hem hielp bij de assemblage. De Cardons fabriceerden hun prijswinnende inzending in vijf weken.
Dr. Cardon gaat de 15.000 dollar gebruiken om nieuwe instrumenten te kopen waarmee hij zijn vondst verder wil ontwikkelen. "Ik wilde altijd al biomedisch ontwerper worden, in plaats daarvan werd ik huisarts."
"Misschien word ik alsnog biomedisch ontwerper," aldus Cardon tegen Business Insider. "Ik had alleen nooit gedacht dat dankzij astronautenpoep te worden."
