宇航员在太空中怎么上厕所(太空马桶排便的原理)

宇航员在太空中怎么上厕所(太空马桶排便的原理)

伴随着神舟十二号载人飞船与天和核心舱对接,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱,神秘陌生的太空,又走入了我们的视线。

“生活在太空”,这个话题是天方夜谭,太空连空气都没有,又如何生活?但航天员们,即便在太空,也避不开一个生活课题——

在太空,如何上厕所呢?

简单说,和在地球一样,用马桶。但这马桶,却又很不简单——

比如,美国国家航空航天局(NASA)甄选的、 名为“通用废物管理系统”的新型太空马桶,1个,就耗资2300万美元、花费6年多时间研制。

别说黄金马桶了,哪怕是钻石马桶,在这太空马桶面前,也显寒酸。

但这天价马桶,引出了更多的问题——为什么太空上厕所,要这么昂贵的马桶?这款马桶又什么特殊之处?如果没有马桶,航天员又如何解决问题呢?

别急,我们一个个来说。

太空马桶,有多特别?

众所周知,太空是没有重力的。

太空马桶首要要解决的,便是失重问题。

太空马桶多采用3D打印的钛合金风扇分离器,可以产生强大的吸力,将排泄物吸入马桶。

打开马桶盖时,气流会自动喷出,从而控制异味的扩散。

接着,太空马桶还要以最小的重量,集成到航天器的生命维持系统里。

体积要小、重量要轻,因而,太空马桶普遍采用钛合金材料,与普通马桶降低了70%的重量,并进行工业设计,减少60%的体积。

再者,太空马桶还要承担处理尿液的功能。

根据估算,航天员在太空生活一年,要喝掉700多升经过处理的尿液。说白了,马桶除了要收纳,还得转换——把尿液转变为饮用水。

这就要加载尿素生物反应器电化学系统,通过化学反应,将氨分解为水和能量。

最后,太空马桶的使用门槛也极高。航天员有专门的太空马桶使用的训练课程,既要做到完全密封,又得固定好相对位置。这可不亚于一门专业技能!

太空马桶,质量如何?

根据我所查阅的资料,目前,在各航天大国中,在造太空马桶这一细分领域上,俄罗斯制造冠绝全球。

在登月竞赛中,苏联输给了美国,此后专注于空间站研发,在长期在轨驻留、环控生保系统等方面独步天下,也造出了笑傲全球的太空马桶。

苏联解体后,太空马桶的衣钵,便被俄罗斯继承下来。

历次太空探测,NASA的采购清单中,总少不了俄罗斯的太空马桶。

2007年,美国还斥资1900万美元从俄罗斯订购了一个太空马桶。不过,大概是受制于俄罗斯,美国其后又重拾技术短板,投资1亿美元研究自家的太空马桶。

不过,航天员,也有马桶故障的烦恼。

比如2008年,国际空间站俄罗斯舱段的马桶出现故障,只能收纳固体排泄物,液体处理不了。

俄罗斯紧急制造新品,还托美国的“发现”号航天飞机捎了上去。

在太空马桶上,美俄建立起了友谊,这实在讽刺。

太空里,也怕马桶堵塞。1981年,哥伦比亚号航天飞机首飞任务中,马桶堵了!

一时间,航天器成了抓捕舱,航天员们手持便袋,抓捕排泄物逃犯,这场景实在不敢想象。

没有太空马桶,航天员如何方便?

大约在20世纪60年代,美国实施阿波罗计划时,航天器还未配置马桶,航天员的大小便需分别使用收集装置。而所有处理程序,都需航天员亲手操作。

据说,阿波罗10号乘组中,不知哪位航天员的操作出了问题,以至生物炸弹飘入舱中,吓煞同伴。

2003年,由于当时我国航天器还未搭载太空马桶,我国航天英雄杨利伟执行神舟五号任务时,在历时21小时23分的飞行过程中,借助航天服内一个类似于尿不湿的小便收集装置排便,而大便,只能强忍。

尽管看起来,太空里上厕所的问题,有些不登大雅之堂,但仅仅从这一细节,就能看出,航天工程的艰辛与不易。

每一个航天员,都是带着巨大的使命感、克服生理困难,代表着人类,踏入未知的领地。航天事业,属于国家,也属于整个人类群体。也因此,我国的航天英雄,值得全世界的掌声。

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