神舟十八號載人飛船于今天凌晨成功安全著陸,實在是令人歡呼、令人感慨。
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然而你有沒有想過,當我們地球上的人享受著現代化的便利生活時,那些在太空中的航天員是怎么解決最基本的生活需求的呢?
你可能聽說過太空食品,看過航天員在太空艙里漂浮的畫面,但對于航天員如何上廁所,應該就不了解了吧。
太空食品
而且據統計,三名航天員大半年下來,排泄物也將近有400斤了,那這些玩意兒最后都去哪兒了呢?
難道是回來的時候一起帶回地球嗎?
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航天員尷尬與無奈
在太空探索的早期階段,可以說是充滿了無盡的未知和挑戰,航天員們不僅要面對惡劣的太空環境,還要克服各種生理和心理上的不適。
在那個年代,由于技術限制和經驗不足,很多看似簡單的問題都成了巨大的難題。
而在太空任務中,上廁所的問題就特別突出,不僅影響航天員的感受,還直接關系到任務的順利進行和航天員的健康。
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1961年,尤里·加加林成為了第一個進入太空的人類,但在他創造歷史的同時,卻也經歷了一段不為人知的尷尬。
就在他準備進入發射艙的關鍵時刻,尿意襲來,而穿著宇航服的他根本沒有辦法像在地球上那樣方便地解決問題。
尤里·加加林
但為了不耽誤時間,他只能選擇在宇航服內排尿,好在宇航服的導管設計能把尿液排出艙外,也就避免了尷尬。
這一小插曲雖然說沒有影響到加加林的太空之旅,卻也暴露了早期太空探索對航天員基本生理需求的忽視。
尤里·加加林
但蘇聯的第一位航天員艾倫·謝潑德的經歷就比較坎坷了。
因為發射時間的一再推遲,導致謝潑德在太空艙內等待了數個小時,不可避免的是,他有了很強烈的尿意。
艾倫·謝潑德
然而,當時的宇航服里并沒有排尿裝置,控制中心也拒絕了他的請求,他只能無奈地就那樣排了出去,也就造成了一定的尷尬。
這段經歷,謝潑德后來寫進了自己的書里,也成為航天史上一個令人哭笑不得的“事故”。
艾倫·謝潑德
所以說,這些早期航天員的經歷,無疑是人類探索太空過程中的一段小插曲,卻也折射出了當時技術條件的局限性。
而隨著太空探索的深入,人們逐漸意識到,解決航天員的如廁問題,不僅僅是為了他們的舒適和尊嚴,更是為了保障任務的順利進行和航天員的健康。
太空廁所
宇航員如廁問題的“解決歷程”
要說航天員早期的排泄物處理方法,其實更像是臨時湊合的辦法,又簡陋,還又不好用。
就比如說,美國航天局一開始設計的類似計生用品的裝置,雖然解決了排尿問題,但對于排便卻束手無策。
早期空間站廁所設備
而蘇聯的“吸塵器式”廁所則利用大功率吸力把排泄物吸入了收集裝置,這一裝置相比于美國的要更加實用,也更加能夠應付航天員的如廁問題。
但問題就是,雖然解決了失重環境下排泄物漂浮的問題,可噪音卻非常大,而且操作還不方便,并且收集裝置容量還有限,難以滿足長期太空任務的需求。
聯盟號飛船廁所
同時,美國航天局又設計了一種特殊的排便袋,也就是所謂的“阿波羅袋子”。
不過這種袋子得讓宇航員在太空艙里脫了衣服貼在屁股上用,用完后還得自己封口、捏一捏,再噴點殺菌劑。
可見這種方式不僅麻煩,還容易污染環境,宇航員對此也很有意見。
阿波羅袋子
而在阿波羅載人登月計劃中,美國宇航員甚至會在執行任務前服用瀉藥,以減少在太空中的排泄次數。
這種做法雖然有些匪夷所思,卻也反映了當時排泄物處理技術的簡陋和無奈。
更令人咋舌的是,在阿波羅計劃中,宇航員返回地球時發現太空艙的重量增加了,原因竟然是他們產生的排泄物都在其中。
阿波羅太空艙
但因為返回的時候要盡量精簡,所以他們實在沒辦法,只能把它們都扔到了月球上。
好家伙,這方法確實不錯,但卻對月球環境造成了潛在的污染。
所以說,這些方式不僅效率低下,而且存在這很多的問題,又是不方便、又是回對環境造成影響,還有很容易讓航天員尷尬。
那么在這樣的情況下,各個國家都開始了尋找更科學、更環保的解決方案。
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突破和創新
我們知道,正常人每天都需要上廁所的,不管是大的小的,這些都是正常、也是必要的生理現象。
而一個成年人,一天的小便重量平均會是1.6千克,而糞便則是0.2千克。
那么在這樣的情況下,神舟十八號的三名航天員在192天的“出差”結束后,總共算下來,排泄物應該達到了差不多400斤。
神舟十八號
那么面對這400斤的排泄物,又該怎么去處理呢?是帶回地球?還是像阿波羅計劃那樣,就把排泄物留在月球呢?
其實在排泄物處理方面,國際空間站也進行了積極的探索,并取得了重要的進展。
如今,國際空間站采用的尿液處理技術主要是蒸汽壓縮蒸餾法,可以把尿液轉化為飲用水。
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而中國空間站的尿液處理系統,也采用了一系列先進的技術,包括高效的過濾、蒸餾和凈化裝置,能夠有效去除尿液中的雜質和細菌,使它能達到飲用水的標準。
這個系統每小時能處理2.5升尿液,轉化率能達到83%。每年能省下超過20億的運費,相當于省下了一艘天舟貨運飛船的錢。
這樣一來,不僅解決了水資源的循環利用問題,而且也減少了對地面補給的依賴。
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除了尿液處理技術,中國空間站還在其他細節方面進行了改進,就比如,為了照顧女性航天員的需求,空間站設計了更符合女性人體工學的馬桶,這體現了中國空間站的人性化設計理念。
同時,中國空間站在排泄物處理方面的技術創新,不僅提升了中國航天員的太空生活質量,也為未來深空探測任務提供了寶貴的經驗。
畢竟,三個人在軌半年,產生的排泄物數量相當可觀,即便尿液可以再生利用,糞便的處理仍然是一個不容忽視的問題。
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目前,國際空間站和中國空間站都采用了一套較為成熟的糞便處理方案。
一些糞便會裝在專門的容器里,跟著貨運飛船一起返回地球,用于后續的科研分析。
而另一部分糞便則會被壓縮打包,最終釋放到太空軌道,在與大氣層的摩擦中燃燒殆盡。
事實上,這種方法雖然挺實用,但也有些局限。
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就比如,把糞便帶回地球會增加貨運飛船的載荷,提高任務成本,而將糞便釋放到太空則會產生太空垃圾,對太空環境造成潛在的污染風險。
所以說,科學家們一直在探索更可持續的糞便處理方案,其中,最具前景的方向就是把它轉化為太空農業的肥料。
太空農業是指在太空環境下種植農作物,為航天員提供新鮮的食物來源,并減少對地面補給的依賴。
太空農作物
糞便里含有大量的氮、磷、鉀,這些元素正好是植物生長所需要的營養。
通過一定的技術手段,可以把糞便轉化為有機肥料,用于太空農業的種植,實現資源的循環利用,并構建一個更加可持續的太空生態系統。
一直到現在,太空農業的研究已經有了不少的進展。
太空農業
科學家在國際空間站上更是已經成功種出了多種蔬菜,包括生菜、西紅柿和辣椒。
這些實驗表明,在太空環境下種植農作物是可行的,并且可以為航天員提供新鮮的蔬果,改善他們的飲食結構和心理健康。
同時,糞便轉化為肥料的技術也日趨成熟,可以通過厭氧發酵和堆肥的方法,把糞便里的有機物轉化成植物能吸收的養分。
太空農業
還可以利用一些特殊的菌種,對糞便進行生物處理,去除其中的有害物質,并提高肥料的肥效。
把糞便用于太空農業,不僅可以解決排泄物處理的難題,還可以提高太空任務的自給自足能力,減少對地球的依賴。
這些技術進步,也為太空農業的發展奠定了基礎,因為經過處理后的尿液和糞便,可以作為太空農業的肥料,進一步提高資源的循環利用率。
可見,人類始終都在不斷地進步,同時也在逐漸改進太空的生活。
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結語
早期太空探索中,排泄物被視為“太空垃圾”,隨意丟棄,而如今,人們逐漸意識到,在資源有限的太空環境中,任何東西都不能浪費,即使是排泄物。
把排泄物轉化為可利用的資源,是未來太空探索的必然趨勢。
尿液可以轉化為飲用水,糞便可以轉化為肥料,甚至可以用來制造生物燃料。
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這種循環利用的理念,不僅可以減少對地面補給的依賴,也可以降低太空探索的成本,更重要的是,它可以構建一個更加可持續的太空生態系統。
所以說,人類一直在努力提升太空生活的質量,讓宇航員在太空中也能過得更加舒適和高效。隨著技術的進步,從生活設施到工作環境都在不斷優化,未來太空生活將變得更加美好。
信息來源:
大象新聞——《“太空出差”192天創紀錄!神十八“80后”乘組回家了》2024-11-04
新京報——《航天員駐留太空3個月如何生活:洗澡、睡覺、上廁所咋解決?》2021-06-21
環球網——《NASA擬利用以航天員排泄物制燃料 以推動火箭》2014.11.28
小央視頻——《在太空怎么上廁所?聽翟志剛“娓娓道來”》2023年5月31日
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