航天员在太空怎么上厕所(航天员上厕所怎么办)

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我国神舟十二号宇宙飞船,搭载着三位宇航员,成功进入天宫空间站开展为期三个月的太空生活和实验,这一成就举世瞩目。到现在为止,三个月的时间马上就要到了。大家对他们的关注点,除了所进行的各种实验、出舱进行太空行走、平时吃什么食物、如何休息以外,我想很多人也会对另外一个问题感兴趣,那就是如何上厕所。

太空不同于地球表面,没有较大的引力作用,属于微重力环境,无论是宇航员,还是其它物体,如果受到一个外力的加速作用,很容易就会漂浮起来,而且在空间中的停留时间会很长。所漂浮的时间长短,取决于与引力源方向相反的外力所提供的初速度大小,同时也取决于微重力环境下的重力加速度大小。对于长时间停驻在太空中的宇航员来说,如何解决上厕所的问题,长期以来是一个很棘手的问题。

其实,在宇航员被送入太空之前,美国军方的U-2 计划就面临着这一挑战,那些远程侦察机的飞行高度一般都为20公里以上,飞行员们都必须穿着加压的飞行套装,然后用导管插入男性的生殖器官并最终到达膀胱,然后尿液被吸出存放在一个袋子中。这种方式,想起来都觉得难受至极,对飞行员来说压力极大、体验很不友好。这种方式也不能处理“大号”的问题,同样对于女性也不适用,所以那时的飞行员基本上都以男性为主。

1961年,美国实现了首次载人飞行,将宇航员成功送入太空,由于此次任务的“旅行”时间很短,只有15分钟,所以根本就没有考虑到宇航员的排泄问题。没想到,在发射前,由于一些细节的原因,发射推迟了三个小时,宇航员(大名鼎鼎的艾伦·谢泼德)实在憋不住了,于是用无线电向控制中心发送了“我要小便”的信息,同时询问是否可以脱下宇航服“解决”这个问题。

由于发射马上开始了,所以控制中心果断地答复“不行”。不过,为了提高宇航员的舒适度,操作人员还是暂时关闭了宇航服中的电气部分,这就相当于“指挥”谢泼德,你可以“就地”解决,也就是说尿在宇航服中,谢泼德也只好这样做了。所以说,美国第一次载人进入太空,宇航员是湿着裤子完成的飞行任务。

在此后更多的太空飞行任务中,美国NASA不得不考虑宇航员上厕所的问题。首先是设计出一个比较复杂的排尿装置,也就是将排泄器官连接到一个比较柔软的尿液收集袋中,避免了直接插入膀胱之中。而收集大便就显得更为复杂一些,当时应用的是一个塑料袋,然后用胶带粘在宇航员的臀部上实施收集。

在宇航员完成排便之后,需要宇航员立即密封袋口,并反复揉捏袋子,以使排泄物与袋子中的杀菌剂充分混合。虽然这个时候能够收集“大便”了,但是由于所需的时间较长,而且处理过程令宇航员感到不适,所以体验感也很差,但是没有办法。所以,为了减少宇航员的排便频次,宇航员在被送上太空前,不得不服用一些降低肠道蠕动的药物,同时在太空中吃的东西也以低残留的食物为主。

随着科学技术的发展,特别是空间站的投入运行,宇航员们在太空中的停留时间更长,而且还要执行较长时间的太空行走任务,所以宇航员的“上厕所”问题解决方案,得到了更进一步的优化和改善。

如何宇航员是执行太空行走任务,那么在宇航服之内,宇航员还会穿着具有强力吸水性能的高科技“尿布”,可以将排泄物牢牢地吸附在内部,不用再需要揉捏粪便袋了。

而在航天飞机或者空间站内部,那么宇航员现在的“如厕”问题将会用厕所装置来解决,因为在航天飞机或者空间站内,都将有比较宽裕的空间可以容纳这些设施。比如男性宇航员可以使用一个类似真空管的东西,可以将尿液吸到里面,由于密封很严,不用担心尿液漂浮在空间中。

由于水资源在外太空非常珍贵,补给周期很长,所以在空间站和航天飞机中,都设置有高效的废水回收净化系统,可以将宇航员生活和工作中产生的废水、包括排泄的尿液进行收集、处理和回收利用,最后处理过后的水能达到直接饮用的程度,从而最大限度对水源的消耗。所以有宇航员调侃,“今天在空间站上排出的尿液,可能会变成明天的咖啡”。

宇航员在解决“大号”时,则需要利用类似抽水马桶的设备,宇航员坐在上面如厕,然后通过真空抽取,将排泄物吸到一个塑料袋中,最后这些塑料袋将被集中装载到特定的空间区域,最后统一通过特殊的货运飞船,在返回地球穿越大气层时,将这些塑料袋释放出来,通过与空气的剧烈摩擦,最后燃烧化为乌有。只有一小部分被妥善地保存起来,并送回地面供科学研究之用。

当然,上述关于“如厕”问题的优化方案,在很长时间以来,对于男性宇航员来说效果是很好的,但是对于女性就不怎么理想了,由于生理结构的差异性,在应用上述设备特别是对于尿液的收集方面,女性宇航员很难完美、舒适地使用。

所以,后来科学家们又研发了一种全新的废物收集处理系统,将收集尿液的尿漏斗与“马桶”集成在一起,并在如厕时脚部位置处进行了固定限制,同时也提供了可供宇航员如厕时抓住的把手,这样宇航员在太空方便时,就可以随时调整自己的姿势,使如厕过程更加舒适惬意了。

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