De tijd van astronauten is goud waard. Met een prijskaartje van 50 tot 90 miljoen dollar om een astronaut in een baan rond de aarde te krijgen willen ruimtevaartorganisaties waar voor hun geld. Dat betekent dat de bemanning van het International Space Station (ISS) zo veel mogelijk experimenten moeten uitvoeren terwijl ze gewichtsloos rond de aarde zweven. En hoe beter ze zich =daarbij voelen, des te meer onderzoek ze kunnen doen.
‘Een beetje stress is niet erg’, zegt Bernard Foing, hoogleraar bij de Sterrewacht. ‘Dat kun je als een uitdaging zien. Maar van te veel word je ziek. En bij ruimtevaart zijn er nogal wat stressbronnen. Je hebt om te beginnen te maken met de risico’s bij de lancering. Eenmaal in de ruimte kun je stress krijgen van hoe je lichaam reageert op gewichtsloosheid. En natuurlijk heb je te maken met een grote werkdruk en de afstand tot huis.’
Als directeur van het EuroMoonMars-project is Foing betrokken bij onderzoek naar de effecten van langdurige ruimtereizen op mensen en de haalbaarheid van toekomstige bases op de maan of Mars. In zogeheten simulatie-habitats in de woestijn van Utah of op de vulkanische vlaktes van IJsland verblijven proefpersonen weken of soms zelfs maanden, om te kijken hoe langdurige isolatie astronauten kan beïnvloeden. Wat Foing en zijn collega’s geleerd hebben is dat een deel van de stress die astronauten ervaren is te verminderen met goede training vooraf en door goede psychologische screening.
Maar om het comfort van astronauten verder te verbeteren wordt er volgens Foing naar één aspect nog te weinig gekeken: het interieur.
Soms gebeurt het wel: zo zijn verschillende Russische onderdelen van het ISS uitgevoerd in rustgevende pasteltinten en kregen de linker- en rechterwand ander kleuren om de ruimtelijk oriëntatie te verbeteren. Toch zijn nog lang niet alle details van het ruimtestation gericht op mensen. ‘Habitats worden ontworpen door ruimte-ingenieurs. Die denken meer aan efficiëntie en volumes dan aan mensen’, zegt de hoogleraar. ‘Veiligheid komt altijd op de eerste plaats, comfort voor de astronauten staat in de eisenlijst vaak ergens achteraan. Maar het kan een factor in veiligheid zijn als het minder stress oplevert.’
En een van de belangrijkste plekken waar astronauten ongemak kunnen ervaren is op het kleinste kamertje van het ruimtestation.
Onlangs nog kregen de wc’s aan boord van het ISS, in eufemistische astronautentermen Universal Waste Management System, een upgrade. Kosten: 23 miljoen dollar. Maar wie een comfortabele porseleinen troon verwacht, komt bedrogen uit. Het nieuwe toilet ziet er nog steeds kil, industrieel en behoorlijk onvriendelijk uit. De slangen en verschillende openingen kunnen heel efficiënt alle mogelijk uitwerpselen opzuigen en verwerken, maar prettiger wordt het toiletbezoek er niet van.
Ruimtevaart en basale lichaamsfuncties hebben een moeilijke geschiedenis. In de eerste jaren van de bemande vluchten konden astronauten nog geen hightech billenstofzuiger gebruiken, maar waren ze aangewezen op primitievere methodes.
Voorafgaand aan de Mercury-missies in de jaren ’50 en ’60 kregen de ruimtevaarders een paar dagen lang een vezelarm dieet, om te voorkomen dat ze tijdens de kortdurende vlucht naar de wc moesten gaan. Dit voorkwam niet dat in 1963 een lekkende plaszak schade veroorzaakte aan een aantal systemen in de ruimtecapsule.
Toen ruimtereizen met het Apollo-programma langer gingen duren, bleek de nood voor nieuwe sanitaire technologie hoog. Maanreizigers kregen van NASA zakjes mee waar ze hun poep in konden stoppen. Voor de hygiëne was bij elk zakje ook een handschoen meegeleverd. Een bacteriedodend middel moest voorkomen dat er een gasbel zou ontstaan in het afvalzakje.
Dat ook dit systeem niet fantastisch was, blijkt uit een nog altijd onopgelost mysterie tijdens de ruimtemissie van Apollo 10 in 1969. Toen de capsule rondjes om de maan draaide, merkten de astronauten dat er een drol door de capsule vloog. Geen van de drie bemanningsleden durfde toe te geven dat het zijn grote boodschap was. Volgens astronaut Tom Stafford kon het niet van hem zijn. De zijne was plakkeriger, claimde hij, dat had hij door zijn handschoentje heen gevoeld. Met enig gegniffel wisten de astronauten het probleem te verhelpen, maar de dader is nooit gevonden.
Maar problemen op de ruimtepot zijn nog steeds niet verdwenen. Bij het installeren van een nieuw wc-onderdeel op het ISS ontstond begin 2019 een lek, waarbij meerdere liters ‘vloeistof’ het station in spoten. De aanwezige bemanningsleden moesten het rondvliegende vocht met handdoeken opruimen voordat er ergens kortsluiting zou ontstaan.
Om het comfort en gebruiksgemak te verbeteren vroegen Foing en zijn collega’s aan een panel van ruimtevaartkenners, designspecialisten en ergonomen naar de grootste stressbronnen en ergernissen van ruimte-wc’s. Sommige antwoorden waren voorspelbaar: net als op aarde heb je in de ruimte te maken met krappe ruimtes en vieze geurtjes. Maar één ding viel op: kleur bleek een belangrijke factor te zijn.
Omdat het niet mogelijk is om test-wc’s in verschillende kleuren naar het ISS te sturen vroeg Foing het panel om een fictieve wc te verven.
‘We zagen dat de experts twee verschillende paletten kozen. Het gedeelte dat urine en feces opvangt, moest vooral schoon en harmonieus lijken. Hiervoor zijn niet al te felle, koele kleuren geschikt, zoals lichtblauw en grijs.’
Voor de bedieningspanelen kozen de experts juist voor felle, primaire kleuren om de verschillende knoppen mee aan te duiden. Foing: ‘Je moet natuurlijk niet je hele gezichtsveld felrood maken, dat is stressvol. Maar een paar onderdelen helder kleuren bevordert de gebruiksvriendelijkheid en dus de veiligheid.’
Wie langdurig in de ruimte verblijft, krijgt meer moeite om kleuren van elkaar te onderscheiden – mogelijk omdat er bij gebrek aan zwaartekracht meer bloed naar het hoofd stroomt, waardoor druk op het oog toeneemt. Daarom is het extra belangrijk dat alle onderdelen en knoppen makkelijk van elkaar zijn te onderscheiden, ook op de wc.
‘In de nabije toekomst zullen ruimtereizigers hogere eisen aan comfort gaan stellen. We zien al dat de kosten voor lanceringen dalen, en binnenkort worden de eerste commerciële ruimtestations gebouwd, met een nieuw soort commerciële astronauten én toeristen. Als we dan in de iets verdere toekomst denken, gaan we misschien ruimtehotels zien, waar comfort heel belangrijk zal zijn.’
De astronauten van nu zullen helaas nog even moeten wachten. Deze week nog werd bekend dat de wc aan boord van een SpaceX Dragon-capsule onbruikbaar is. De drie astronauten die het voertuig gaan gebruiken om van het ISS terug te keren naar de aarde zullen tijdens de terugrit alles moeten ophouden. Als dat niet lukt kunnen ze volgens NASA gebruikmaken van hun ‘onderkleding’.
De terugreis kan tot 19 uur duren.
Omdat astronauten in gewichtsloosheid niet echt kunnen zitten, moeten ze zich tijdens hun toiletbezoek vasthouden. Oudere modellen maakten gebruik van gordels, maar na feedback van astronauten zijn die bij de nieuwe Universal Waste Management System vervangen door grepen op de vloer en muren.
Twee openingen vangen alle uitwerpselen op. Een trechter aan een lange slang voor urine, en een opening in het ‘zitgedeelte’ voor vaste stoffen. Een ventilator zorgt ervoor dat druppels niet wegvliegen en dat geurtjes zo veel mogelijk worden weggezogen. Alle vloeistof wordt opgevangen, gefilterd en gezuiverd om daarna opnieuw te worden gebruikt als drinkwater. Vers water naar het ruimtestation brengen is kostbaar, dus het station recyclet meer dan 90 procent van het water. Vaste stoffen komen terecht in een grote tank onder de zitting. Met een bemanning van drie personen is die na ongeveer tien dagen toe aan vervanging. De volle tank gaat mee met al het andere afval in een vrachtschip dat bij terugkeer in de dampkring opbrandt.