Als Astronauten sich zum ersten Mal auf den Weg zum Mond machten, taten sie dies ohne Toilette. Das System aus Plastiktüten und Trichtern des Apollo-Programms war so unhandlich und chaotisch, dass die Besatzungsmitglieder es laut einem späteren NASA-Bericht als anstößig und unangenehm empfanden. Doch nun, mehr als ein halbes Jahrhundert nach den letzten bemannten Mondreisen und ihren Toilettenproblemen, werden die vier Astronauten der Mission Artemis II der NASA mit einem deutlich komfortableren Badezimmer an Bord starten.

Das universelle Abfallmanagementsystem (englisch: Universal Waste Management System, UWMS) der US-Raumfahrtbehörde – umgangssprachlich einfach »die Toilette« genannt – wurde entwickelt, um die langjährigen Sanitärprobleme der Astronauten zu lösen und ein vertrauteres Badezimmererlebnis im Weltall zu bieten. Mondfahrer werden mit Annehmlichkeiten verwöhnt, darunter Haltegriffe, die ihnen helfen, in der Mikrogravitation stabil zu bleiben, ein System, das Urin und Fäkalien gleichzeitig verarbeiten kann, Urinsammelvorrichtungen, die sowohl für männliche als auch für weibliche Astronauten funktionieren, und sogar eine Tür, die in der beengten Crewkapsel zumindest den Eindruck von Privatsphäre vermittelt.

Aus Erfahrungen gelernt 

Das neue Design ist seit mehr als einem Jahrzehnt in Arbeit. Das Raumfahrtunternehmen Collins Aerospace schloss im Jahr 2015 einen Vertrag mit der NASA dazu ab. In dieser Zeit haben die Projektwissenschaftler grundlegende Probleme früherer Weltraumtoiletten überwunden und gleichzeitig zukünftige Anforderungen vorausgedacht und erfüllt, sodass dasselbe System, das von der Artemis‑II‑Crew genutzt wird, in den kommenden Jahrzehnten für Mond- und Marsmissionen angepasst werden kann.

»Ich betrachte Abfallmanagement als eine fortlaufende Evolution des Designs«, sagt Melissa McKinley, Projektmanagerin und leitende Wissenschaftlerin des UWMS‑Teams der NASA. »Die Toilette baut auf Konstruktionen aus der Apollo-Ära auf, ebenso wie auf Erfahrungen aus dem Spaceshuttle-Programm und sogar von der Internationalen Raumstation. In ihr steckt eine enorme Menge an Lern- und Entwicklungsarbeit.«

In den engen Räumen der Apollo‑Kapseln befestigten Astronauten Plastiktüten und Schläuche mit Klebeband an ihrem Körper, wann immer sie mal mussten. Schon das Anbringen dieser unbequemen Beutel war in der Schwerelosigkeit schwierig genug. Doch die Astronauten waren außerdem dazu angehalten, manuell ein Päckchen mit Desinfektionsmittel unterzumischen, um die Bildung von Bakterien und Gasen in dem versiegelten Beutel zu verhindern.

Das System war berüchtigt für seine Leckanfälligkeit – etwa während der Mission Apollo 10, als Astronauten »einen Kotballen durch die Luft schweben« sahen, oder während Apollo 8, als die Crew umherfliegende Klumpen von Erbrochenem und Fäkalien einfangen musste, die in die Kabine entwischt waren. In einem NASA‑Bericht, der nach dem Ende der Apollo‑Missionen veröffentlicht wurde, stellte man fest, dass die Abfallentsorgung in Bezug auf die Zufriedenheit der Besatzung als »schlecht bewertet werden muss«.

»Das hier hat mich überzeugt: Wenn wir mit Apollo fliegen müssen, bin ich nicht interessiert«Astronaut Ken Mattingly zum Marsflug mit Apollo-Toilette

Vernichtendes Urteil

»Früher wollte ich der erste Mann auf dem Mars sein«, sagte Astronaut Ken Mattingly während der Apollo‑16‑Mission. Doch das Toilettensystem habe ihn eines Besseren belehrt: »Das hier hat mich überzeugt: Wenn wir mit Apollo fliegen müssen, bin ich nicht interessiert.«

Auf Grundlage dieser vernichtenden Bewertungen wussten NASA‑Wissenschaftler, dass sie ein effizienteres System entwickeln mussten. Schließlich sei »die Toilette ein missionskritisches System – wenn sie ausfällt, ist die gesamte Mission gefährdet«, sagt David Munns, Wissenschafts- und Technologiehistoriker an der City University of New York.

Also entwickelten sie vor dem Spaceshuttle‑Programm eine Toilette, die in einer Umgebung mit geringer Schwerkraft funktionieren konnte. Sie sah einer typischen irdischen Toilette recht ähnlich, erforderte jedoch, dass sich die Astronauten anschnallten und einen Vakuumschlauch benutzten, um zu verhindern, dass Abfälle wieder in das Raumschiff zurückschwebten.

Frühe Toiletten sowohl im Spaceshuttle als auch auf der Internationalen Raumstation (ISS) nutzten dieses Vakuumsystem – mit dem entscheidenden Unterschied, dass das ISS‑Modell einen Teil des Abwassers recycelte, während die Shuttle‑Version es ins All entließ. Beide Systeme waren eine deutliche Verbesserung gegenüber den »Toiletten« der Apollo‑Jahre, hatten aber weiterhin große Einschränkungen. Sie waren nicht für die Anatomie von Frauen ausgelegt, konnten Urin und Fäkalien nicht gleichzeitig verarbeiten und boten zwar einen Hauch von Privatsphäre durch einen Vorhang, aber noch keine feste Tür.

Endlich eine Lösung

Das UWMS ist die luft‑ und raumfahrttechnische Antwort auf all diese aufgestauten Probleme mit der Benutzerfreundlichkeit. Es wird aus Titan im 3D‑Druck gefertigt. Sein leichtes, standardisiertes Design macht es möglich, es problemlos in viele verschiedene Raumfahrzeuge einzubauen – darunter die ISS, die Orion‑Kapsel der Artemis‑Missionen und potenzielle zukünftige Fahrzeuge, die noch gar nicht existieren.

Die erste Version des UWMS wurde im Jahr 2020 auf der ISS getestet, die endgültige Installation erfolgte 2021. Sie verfügte über Systeme für Urin und Fäkalien, die gleichzeitig genutzt werden konnten, über Anpassungen, welche die Nutzung für alle Geschlechter erleichterten, und über die heiß ersehnte Badezimmertür. Mit weiteren Modifikationen, die den Einsatz desselben Systems auf einer Mondmission ermöglichen, wurde eine Version des UWMS auch in der Orion‑Kapsel für Artemis II installiert – den ersten bemannten Teil des Programms. Die UWMS‑Projektwissenschaftler hoffen, dass die drei Astronauten wie auch die eine Astronautin an Bord der Mission mit dem Design zufrieden sein werden.

»Ich freue mich sehr auf die Erfahrungsberichte der Crew«, sagt McKinley. »Wir werden so viel mehr wissen, wenn die Missionsmitgleider zurückgekehrt sind … Das wird das [Abfallmanagement] zukünftiger Artemis‑Missionen maßgeblich beeinflussen – ebenso wie die kommende Marskampagne.«