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  • 太空旅行中的生活挑战:宇航员如何在零重力环境下解决上厕所问题

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    新浪科技 新浪科技频道公众号 2021.01.1508:58

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    新浪科技讯 北京时间1月15日消息,即使宇航员离开家园,到距地面数百万公里的太空执行任务,他们仍然逃不开生活中的食物、饮料和垃圾。他们还要吃饭、睡觉、上厕所。当然,在零重力下使用厕所和处理废物有点棘手。

    从最早的太空任务开始,就有许多奇妙的装置被用来帮助宇航员在太空环境中解手。这些发明的范围从简单的成人尿布到将尿液转化为饮用水的更复杂的厕所系统。纵观人类太空探索历史,航天器上都配备了厕所。尽管如此,近年来还是出现了一些问题,例如厕所故障、男女共用厕所的纠纷等,这让在太空使用厕所成为一种冒险。行为。

    回顾一下太空旅行的历史,了解近年来宇航员在厕所里度过的一些最轻松和令人恼火的时刻。

    1.国际空间站上价值2300万美元的男女通用厕所

    经过6年的研发和投资2300万美元,NASA的新型太空厕所——通用废物管理系统(UWMS)于2020年10月5日交付国际空间站。这种紧凑的设备将由宇航员安装在国际空间站上并投入使用的同时,宇航员将继续监测该设备的性能,以确定是否需要在未来几年内部署第二个UWMS系统,该系统将与“阿耳忒弥斯2号”登月任务,未来还可能部署在火星上。执行载人任务。

    NASA表示,事实上,UWMS系统是一款男女通用的马桶,比现有马桶轻40%、小65%并且更节能。其通用的核心设计在于可以轻松集成到不同的航天器和生命保障系统中。

    NASA宇航员杰西卡·梅尔解释说,基于UWMS系统,国际空间站中90%的水基液体都可以回收利用,包括尿液和水。我们正在尝试在空间站上建立地球自然水循环的模拟系统,从空中回收它。水,对于空间站的尿液回收和处理来说,今天的“咖啡”将是明天的“咖啡”,我们可以实现水的充分循环利用。

    据 NASA 新闻稿称,水循环利用将是未来火星任务的关键,因为在两年的往返旅程中将没有其他水源可用:NASA 的目标是在首次载人火星任务之前实施 UWMS 系统,能够实现水循环回收回收率高达98%,国际空间站是目前唯一验证长期生命支持和废物回收系统的太空试验场。

    从实用角度来看,太空厕所通常主要为男性宇航员设计和使用,但这种新型厕所是男女皆宜的,因此很受欢迎,NASA UWMS 系统项目经理梅丽莎·麦金利 (Melissa McKinley) 在设备中表示,“太空厕所的漏斗形结构”厕所经过重新设计,以更好地适应女性的解剖结构,”开幕前的一份新闻稿称。

    2.美丽的粪便和垃圾

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    2009年秋天,一些天文观测者惊讶地发现,他们以为的壮观的天文现象实际上只是外太空的粪便和垃圾。由于航天飞机的空间有限,宇航员必须定期向太空排放粪便。当尿液被释放到太空中时,它会立即冻结成冰晶球。据一些宇航员的描述,当阳光照射到尿液冰晶上并将其转化为水蒸气时,这是非常壮观的。

    9号宇航员拉塞尔·施韦卡特曾表示,日落时的排尿是太空轨道上最美的场景之一。当尿液到达排出口时,立即闪现并冻结成约1000万个小冰晶。瞬间,它们迅速散开成半球形结构……如烟花般绚丽。 NASA表示,2009年排放的粪便废物非常多,大约有68公斤尿液和水,因为美国航天飞机停靠在国际空间站,有10天没有排放粪便废物。

    3.如厕幽默

    2009 年初,当 NASA 为其最新的太空舱计划命名时,该机构向美国公众发出了命名竞赛的号召。喜剧演员史蒂芬·科尔伯特从不放过任何宣传自己的机会,他称他的节目为“科尔伯特报告”,观众将他的名字输入到填写选项中,科尔伯特以压倒性优势获胜,获得了 230,000 票。尽管他“获胜”,美国宇航局还是选择了8号命名 计划将太空舱命名为“宁静号”。

    作为安慰奖,NASA 仍然命名为科尔伯特,但没有给太空舱命名,而是将一个太空厕所命名为“科尔伯特”,但他的名字最终被用来命名太空中的跑步机,这位喜剧演员回应道:“我不可能更自豪的是,国际空间站很快就会安装以我命名的跑步机,帮助宇航员减肥。”

    4.太空厕所坏了!

    如果地球上的厕所坏了,你可以请水管工来修理它,但当一个价值 1900 万美元的太空厕所坏了,修理它就没那么容易了! 2009年7月,水进入国际空间站马桶泵分离器并发生故障。结果,六名空间站宇航员和七名奋进号航天飞机来访的宇航员共用同一个美国厕所,或者只能根据要求使用俄罗斯厕所。浴室。

    幸运的是,至少宇航员仍然可以使用空间站上的其他备用厕所。 2008年,国际空间站只配备了一个厕所。当唯一的厕所出现发动机风扇故障时,工作人员唯一能做的就是忍受和坚持。最终,空间站工作人员能够操作应急装置,出现故障的太空厕所很快得到修复并恢复运行。

    5、耗资2.5亿美元的太空厕所

    “莱昂纳多”多功能物流模块可以将尿液转化为饮用水。 2008年,后勤舱从“奋进”号航天飞机转移到国际空间站。

    我们听说美国政府有一些荒唐的财政支出。 2008年,NASA宣布投资2.5亿美元建造太空厕所。成本较高,而且马桶不是纯金打造的,但却有一个很奇特的功能。 ——可以将尿液转化为饮用水。

    这种昂贵的水处理器不仅可以将尿液过滤成饮用水,还可以将毛巾上的汗水和水分变成饮用水。对于那些嘲笑喝尿的人,NASA官员回应称,尿液的过滤转化比美国的自来水还要干净,该装置每年节省7吨饮用水。

    2020年9月,NASA向国际空间站发送了一款男女通用的太空厕所原型机(通用废物管理系统(UWMS))进行现场测试和使用。该系统确实可以将尿液和汗水过滤成饮用水。这套太空厕所最终售价为2300万美元,其中两个安装在国际空间站上。

    6.《安全套厕所》

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    美国宇航局的阿波罗计划将第一位美国宇航员送上月球,但他的任务至少有一个严重的设计缺陷:当宇航员需要使用卫生间时,他们被迫在下半身佩戴类似避孕的装置。该装置的另一端连接到一根软管,将排出的尿液释放到航天器的另一端。

    该设备技术含量低,可能令人难以忍受。如果宇航员在开始排尿之前过早打开阀门,过多的吸力会将他们的生殖器吸入软管中。一旦宇航员开始撒尿,该装置通常会溢出尿液。考虑到零重力的影响,这在当时是一次非常糟糕的经历。

    与失重排便的痛苦相比,解决小便问题根本就不算什么。宇航员必须在臀部绑一个袋子。一旦宇航员开始进入太空,他们必须紧紧握住袋子以避免粪便溢出,并打开一个蓝色的袋子。给抗菌胶囊上色,将所有排泄物混合在一起。这样的过程通常很难描述。阿波罗7号任务的机组人员曾这样描述这段经历:“当我回到地球时,我脱掉衣服,花了一个小时准备足够的纸巾……”

    7.俄罗斯宇航员不能使用太空浴室!

    生活在国际空间站上的宇航员就像一个大家庭,每个人都在为厕所而战。 2009年,俄罗斯宇航员根纳季·帕达尔卡向当地媒体抱怨,在国际空间站工作时,他被告知不要使用空间站。美国这边的浴室!

    美国人不会在太空重演冷战。事实证明,帕达尔卡实际上将卫生间的关闭归咎于俄罗斯政府。 2003年,俄罗斯政府指控NASA美国宇航员使用空间站资源。美国政府的回应是要求俄罗斯航天公司远离美国设施。帕达尔卡在接受记者采访时表示,卫生间的关闭对宇航员的士气产生了真正的影响,而禁止美国宇航局使用健身自行车并不能提高他们的士气。

    8. 移动厕所

    目前,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)正在开发一种类似于高科技尿布的马桶。如果这种便携式厕所能够被修复,宇航员将不必去特定的厕所排便,因为这种“高科技尿布”可以带到任何地方。该设备有一个运动传感器,可以检测到宇航员何时排泄粪便并自动触发一旦宇航员完成任务,该装置就会被清洗并干燥,此外,它还可以消除任何令人不快的声音和气味,因此宇航员可以选择一种。距离工作范围非常近的区域,以“解决问题”而不影响周围的其他宇航员。

    9.发现尿液冰柱

    1984年,发现号航天飞机在执行太空任务时,废水排放系统出现故障,导致航天飞机外出现了由尿液制成的巨大冰柱。宇航员立即意识到问题的严重性,尿液处理循环系统可能在重返地球大气层时破裂,直接损坏飞机。航天飞机上的防护隔热罩导致航天飞机的机械臂断开。最终,当航天飞机返回地球时,隔热罩完好无损,但宇航员别无选择,只能关闭尿液收集系统以安全地解决危机,但这让宇航员在接下来的六天内无法使用厕所出差的日子。

    10. 谢泼德历史性的厕所紧急事件

    1961年5月5日,艾伦·谢泼德参加了美国历史性的首次载人航天飞行。飞行原计划只有15分钟,但由于天气原因和技术问题,发射推迟了4个小时。 ,最终“不可避免”地发生了尴尬的一幕……谢泼德通过无线电对管制员说:“我需要撒尿!”但他被告知:“不行!”由于处境尴尬,谢泼德不得不直接穿上宇航服来解决排尿问题。

    一旦太空任务被推迟,工程师们知道他们必须为航天器配备真正有效的厕所设备。正常情况下,这些太空厕所需要安全带、把手和脚部约束装置,以确保宇航员不会漂浮在空中。同时,排出的尿液也不会漂浮在空气中。由于太空中没有重力,太空厕所配备了风扇,将尿液和粪便分别吸入各种收集容器中。在航天器的回风再次进入太空舱之前,过滤器会去除任何难闻的气味。 (叶倾城)

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