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宇航员在太空想上厕所怎么办?

2021-06-26     来源:百家号:

宇航员是我们人类的骄傲

层层选拔、优中择优

才选出那么几位精英

代表全人类探索宇宙

但是宇航员也是凡人

也要吃喝拉撒

那他们在太空想上厕所怎么办?

别急!让科博士来告诉你!

初次太空任务的尴尬

时间回到1961年,NASA 正准备将美国首位宇航员艾伦·谢泼德(Alan Shepard)送上天。这次亚轨道飞行任务只有短短15分钟,所以并没有考虑到生理问题。但是,发射当天,任务延迟了数个小时,谢泼德只得穿着臃肿的宇航服在一旁随时待机。漫长的等待让谢泼德产生了尿意,于是他急忙请示指挥部。

脱下宇航服,再去上厕所,显然是来不及的。宇航服设计复杂,内部集成着众多线路,而液体很有可能导致短路。地面中心别无他法,只能暂时关闭宇航服里的相关线路,随后才允许谢泼德尿在了裤子里。还好厚重的宇航服吸收掉了所有的液体,而持续向宇航服泵入的氧气很快就把它吹干了。

美国首位宇航员艾伦·谢泼德(Alan Shepard)

小便神器

虽然谢泼德这次只是意外,但随后有备而来的太空任务,也不见得有多么“方便”。阿波罗计划在短短几年时间里数次成功造访月球,其中的宇航员要想小便,只能戴着一种像是安全套的装置,其末端通过软管将尿液排到舱外。这种装置本来是用在小便失禁或者是手脚不便的病人身上的。

尿液收集袋

直接排出尿液也并不是万全之策。在太空环境中,当液体出舱的一瞬间,它们会立刻冷却为无数冰晶小颗粒。1984年,“发现”号太空飞船的尿液排放系统出现故障,管道外围结起了巨大的冰柱。宇航员们及时用机械臂将其弄碎,因而并没有损伤到船体。但之后的6天,他们就再也不能用这个系统来小便了。

直到上世纪80年代,NASA才研发出一系列在太空中使用的纸尿裤。最初是用于女性航天员,后来也用于起飞、太空行走等特殊情况。这种材料可以吸收其自身质量300倍的水,即使10个小时换一次也没关系。

太空“纸尿裤”

短期来看,排尿的问题似乎已经解决了。可是如果要长期在空间站居住,或者前往火星长途旅行,就不能让水越喝越少。因此如今,空间站中大部分尿液以及空气中的水蒸气都要被循环系统搜集和净化。

2009年5月20日,国际空间站的三名宇航员互相干杯,历史上第一次在太空中饮用了由他们的汗液、尿液和环境中水蒸气收集来的“太空循环水”。

麻烦的大便

小便的问题解决了,但是真正折磨人的是大便。早期宇航员只能用袋子将粪便装起来。由于没有重力,所以粪便不会自己往下掉,这时就只能自己动手了。阿波罗10号任务中,还曾出现过粪便在空中漂浮的情况。

直到太空空间站投入使用,苏美两国才咬咬牙,安上了太空厕所。新的厕所也涵盖了用于小便的软管。不管是大便还是小便,都是像吸尘器一般操作。但是这种体验并不舒服,就如同在大风天的旷野里上厕所一样。

太空厕所

粪便如何处理?

尿液可以循环利用,但是固体的粪便怎么处理呢?粪便里含有各种微生物,若直接存在舱内,细菌可能会无度繁殖,空间站说不定就会成为细菌的天下。

那能不能扔出去呢?在零下二百多度的太空中,没有空气流动,粪便会被冻成致密、紧凑的一团。而且在太空中,粪便处于失重状态,自从被抛出舱外那一刻起,就会像无头苍蝇一样乱窜。如果足够快,甚至有可能撞坏空间站!

所以宇航员的粪便只能先杀菌干燥,再压缩保存,最后放进货运飞船进入大气层,化作一颗颗流星,在火焰中实现价值的永恒。

粪便袋

粪便能循环利用吗?

要想把粪便回收再利用,最接近成功的就是太空农业了。

太空资源宝贵,连氧气都要靠地面自带。所以空间站内的空气有着完全不同的比例,只含有很少的氮气。这时候,粪便就派上用场了!粪便和尿液中都含有丰富的氮元素,是庄稼最爱吃的食物!

设想中,在太空准备点土,加上精选种植作物,再把粪便充分腐熟充当肥料,就可以开始种植了。

但实际上,这个设想还存在着两个障碍。第一,太空没有重力,庄稼只能种在袋子里,随着植物生长,袋子越来越大。施肥也不能直接洒,必须用手一点点涂抹,这个操作很有难度!第二,粪便需要放置一段时间,充分发酵腐熟,才能奉献给庄稼享用。太空空间小,发酵池只能建在宇航员旁边……这显然是不现实的。

粪便还有一个可以去的地方——火星。

如果人类要把火星做成新家园,氮气会是稀缺资源。到时候,就会很需要这些粪便。粪便中富含有机质,能供养其中的细菌存活。这些细菌如果能茁壮成长,或许还能进一步支持植物光合作用产氧,在火星表面拓荒。

上个世纪,阿波罗飞船登月时,宇航员把装有粪便的袋子留在了月球上,一共有96包。如果里面还有存活的微生物,那说明微生物能在太空存活,下一步就能去火星做实验了!

人类探索的脚步永不停歇

期待有一天

我们都能自由翱翔在太空中!

致敬伟大的宇航员!

原标题:《宇航员在太空想上厕所怎么办?》

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