神舟十八号载人飞船于今天凌晨成功安全着陆,实在是令人欢呼、令人感慨。
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然而你有没有想过,当我们地球上的人享受着现代化的便利生活时,那些在太空中的航天员是怎么解决最基本的生活需求的呢?
你可能听说过太空食品,看过航天员在太空舱里漂浮的画面,但对于航天员如何上厕所,应该就不了解了吧。
太空食品
而且据统计,三名航天员大半年下来,排泄物也将近有400斤了,那这些玩意儿最后都去哪儿了呢?
难道是回来的时候一起带回地球吗?
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航天员尴尬与无奈在太空探索的早期阶段,可以说是充满了无尽的未知和挑战,航天员们不仅要面对恶劣的太空环境,还要克服各种生理和心理上的不适。
在那个年代,由于技术限制和经验不足,很多看似简单的问题都成了巨大的难题。
而在太空任务中,上厕所的问题就特别突出,不仅影响航天员的感受,还直接关系到任务的顺利进行和航天员的健康。
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1961年,尤里·加加林成为了第一个进入太空的人类,但在他创造历史的同时,却也经历了一段不为人知的尴尬。
就在他准备进入发射舱的关键时刻,尿意袭来,而穿着宇航服的他根本没有办法像在地球上那样方便地解决问题。
尤里·加加林
但为了不耽误时间,他只能选择在宇航服内排尿,好在宇航服的导管设计能把尿液排出舱外,也就避免了尴尬。
这一小插曲虽然说没有影响到加加林的太空之旅,却也暴露了早期太空探索对航天员基本生理需求的忽视。
尤里·加加林
但苏联的第一位航天员艾伦·谢泼德的经历就比较坎坷了。
因为发射时间的一再推迟,导致谢泼德在太空舱内等待了数个小时,不可避免的是,他有了很强烈的尿意。
艾伦·谢泼德
然而,当时的宇航服里并没有排尿装置,控制中心也拒绝了他的请求,他只能无奈地就那样排了出去,也就造成了一定的尴尬。
这段经历,谢泼德后来写进了自己的书里,也成为航天史上一个令人哭笑不得的“事故”。
艾伦·谢泼德
所以说,这些早期航天员的经历,无疑是人类探索太空过程中的一段小插曲,却也折射出了当时技术条件的局限性。
而随着太空探索的深入,人们逐渐意识到,解决航天员的如厕问题,不仅仅是为了他们的舒适和尊严,更是为了保障任务的顺利进行和航天员的健康。
太空厕所
宇航员如厕问题的“解决历程”要说航天员早期的排泄物处理方法,其实更像是临时凑合的办法,又简陋,还又不好用。
就比如说,美国航天局一开始设计的类似计生用品的装置,虽然解决了排尿问题,但对于排便却束手无策。
早期空间站厕所设备
而苏联的“吸尘器式”厕所则利用大功率吸力把排泄物吸入了收集装置,这一装置相比于美国的要更加实用,也更加能够应付航天员的如厕问题。
但问题就是,虽然解决了失重环境下排泄物漂浮的问题,可噪音却非常大,而且操作还不方便,并且收集装置容量还有限,难以满足长期太空任务的需求。
联盟号飞船厕所
同时,美国航天局又设计了一种特殊的排便袋,也就是所谓的“阿波罗袋子”。
不过这种袋子得让宇航员在太空舱里脱了衣服贴在屁股上用,用完后还得自己封口、捏一捏,再喷点杀菌剂。
可见这种方式不仅麻烦,还容易污染环境,宇航员对此也很有意见。
阿波罗袋子
而在阿波罗载人登月计划中,美国宇航员甚至会在执行任务前服用泻药,以减少在太空中的排泄次数。
这种做法虽然有些匪夷所思,却也反映了当时排泄物处理技术的简陋和无奈。
更令人咋舌的是,在阿波罗计划中,宇航员返回地球时发现太空舱的重量增加了,原因竟然是他们产生的排泄物都在其中。
阿波罗太空舱
但因为返回的时候要尽量精简,所以他们实在没办法,只能把它们都扔到了月球上。
好家伙,这方法确实不错,但却对月球环境造成了潜在的污染。
所以说,这些方式不仅效率低下,而且存在这很多的问题,又是不方便、又是回对环境造成影响,还有很容易让航天员尴尬。
那么在这样的情况下,各个国家都开始了寻找更科学、更环保的解决方案。
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突破和创新我们知道,正常人每天都需要上厕所的,不管是大的小的,这些都是正常、也是必要的生理现象。
而一个成年人,一天的小便重量平均会是1.6千克,而粪便则是0.2千克。
那么在这样的情况下,神舟十八号的三名航天员在192天的“出差”结束后,总共算下来,排泄物应该达到了差不多400斤。
神舟十八号
那么面对这400斤的排泄物,又该怎么去处理呢?是带回地球?还是像阿波罗计划那样,就把排泄物留在月球呢?
其实在排泄物处理方面,国际空间站也进行了积极的探索,并取得了重要的进展。
如今,国际空间站采用的尿液处理技术主要是蒸汽压缩蒸馏法,可以把尿液转化为饮用水。
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而中国空间站的尿液处理系统,也采用了一系列先进的技术,包括高效的过滤、蒸馏和净化装置,能够有效去除尿液中的杂质和细菌,使它能达到饮用水的标准。
这个系统每小时能处理2.5升尿液,转化率能达到83%。每年能省下超过20亿的运费,相当于省下了一艘天舟货运飞船的钱。
这样一来,不仅解决了水资源的循环利用问题,而且也减少了对地面补给的依赖。
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除了尿液处理技术,中国空间站还在其他细节方面进行了改进,就比如,为了照顾女性航天员的需求,空间站设计了更符合女性人体工学的马桶,这体现了中国空间站的人性化设计理念。
同时,中国空间站在排泄物处理方面的技术创新,不仅提升了中国航天员的太空生活质量,也为未来深空探测任务提供了宝贵的经验。
毕竟,三个人在轨半年,产生的排泄物数量相当可观,即便尿液可以再生利用,粪便的处理仍然是一个不容忽视的问题。
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目前,国际空间站和中国空间站都采用了一套较为成熟的粪便处理方案。
一些粪便会装在专门的容器里,跟着货运飞船一起返回地球,用于后续的科研分析。
而另一部分粪便则会被压缩打包,最终释放到太空轨道,在与大气层的摩擦中燃烧殆尽。
事实上,这种方法虽然挺实用,但也有些局限。
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就比如,把粪便带回地球会增加货运飞船的载荷,提高任务成本,而将粪便释放到太空则会产生太空垃圾,对太空环境造成潜在的污染风险。
所以说,科学家们一直在探索更可持续的粪便处理方案,其中,最具前景的方向就是把它转化为太空农业的肥料。
太空农业是指在太空环境下种植农作物,为航天员提供新鲜的食物来源,并减少对地面补给的依赖。
太空农作物
粪便里含有大量的氮、磷、钾,这些元素正好是植物生长所需要的营养。
通过一定的技术手段,可以把粪便转化为有机肥料,用于太空农业的种植,实现资源的循环利用,并构建一个更加可持续的太空生态系统。
一直到现在,太空农业的研究已经有了不少的进展。
太空农业
科学家在国际空间站上更是已经成功种出了多种蔬菜,包括生菜、西红柿和辣椒。
这些实验表明,在太空环境下种植农作物是可行的,并且可以为航天员提供新鲜的蔬果,改善他们的饮食结构和心理健康。
同时,粪便转化为肥料的技术也日趋成熟,可以通过厌氧发酵和堆肥的方法,把粪便里的有机物转化成植物能吸收的养分。
太空农业
还可以利用一些特殊的菌种,对粪便进行生物处理,去除其中的有害物质,并提高肥料的肥效。
把粪便用于太空农业,不仅可以解决排泄物处理的难题,还可以提高太空任务的自给自足能力,减少对地球的依赖。
这些技术进步,也为太空农业的发展奠定了基础,因为经过处理后的尿液和粪便,可以作为太空农业的肥料,进一步提高资源的循环利用率。
可见,人类始终都在不断地进步,同时也在逐渐改进太空的生活。
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结语早期太空探索中,排泄物被视为“太空垃圾”,随意丢弃,而如今,人们逐渐意识到,在资源有限的太空环境中,任何东西都不能浪费,即使是排泄物。
把排泄物转化为可利用的资源,是未来太空探索的必然趋势。
尿液可以转化为饮用水,粪便可以转化为肥料,甚至可以用来制造生物燃料。
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这种循环利用的理念,不仅可以减少对地面补给的依赖,也可以降低太空探索的成本,更重要的是,它可以构建一个更加可持续的太空生态系统。
所以说,人类一直在努力提升太空生活的质量,让宇航员在太空中也能过得更加舒适和高效。随着技术的进步,从生活设施到工作环境都在不断优化,未来太空生活将变得更加美好。
信息来源:大象新闻——《“太空出差”192天创纪录!神十八“80后”乘组回家了》2024-11-04
新京报——《航天员驻留太空3个月如何生活:洗澡、睡觉、上厕所咋解决?》2021-06-21
环球网——《NASA拟利用以航天员排泄物制燃料 以推动火箭》2014.11.28
小央视频——《在太空怎么上厕所?听翟志刚“娓娓道来”》2023年5月31日