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神舟十三号航天员要呆6个月,太空想上厕所怎么办?完全不用担心

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52赫兹实验室 2021-10-15 15:45

序言

此次神舟十三号飞船搭载了3名航天员,分别是翟志刚、王亚平、叶光富,其中王亚平还是一位女航天员,值得注意的是他们要在空间站里呆上6个月。

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天上可不比地上,要呆这么久的时间,很多方面都是会成问题,比如上厕所可以说是一件头疼的大事!

那么问题来了:

在没有重力的太空,他们是如何上厕所的呢?航天员的排泄物又是如何处理的?

太空厕所发展

说起太空上厕所的发展历史,就不得不提到一件事情。

1961年,一位叫艾伦谢波德的宇航员在执行飞行任务时,虽然只有短短15分钟的飞行计划,但在即将点火升入太空的时候,他突然想尿尿。

这人有三急,没办法!于是他就向指挥中心多次申请,能不能直接在太空服裤子里尿尿,在线等很急!

要知道太空服里面都是电子设备,如果进水了那势必会影响其功能。但当时也没有其他办法,地面指挥中心也只能同意他的要求。最后只能让他先把宇航服内的监测仪器关掉,再直接尿在宇航服里,最后用氧气循环系统风干。

经历过这件事以后,科学家们就觉得宇航员在飞行中“如厕”是十分重要的事情,务必要解决掉。

一开始他们是把尿液排出到太空中,但外太空温度极低,尿液会迅速降温成固体冰晶,这种太空垃圾就如同高速子弹,说不定哪天就把飞船损毁了!

于是就发明了一种超强力的吸水性产品,它就是太空纸尿裤。可以让宇航员在10个小时之内不用脱去宇航服,自行解决“方便”问题。

但也仅仅是10个小时以内,随着后来宇航员在太空呆的时间越来越长,完全满足不了需求了。

并且在零重力的太空中,人是处于失重状态,因此无论怎么用力也无法像在地球上一样排泄。

于是太空马桶就诞生了。

这玩意你可以理解成一个比较小的坐便器,下面有一个固体的收容塑料薄膜,通过抽真空的方式把排泄物密封在密封袋里。

不过虽然有了太空马桶,但学习使用太空抽气马桶,对每一个航天员来说还是比较困难的。

他们必须要将鞋、下肢分别固定,将身体贴紧马桶边缘,从而使马桶内完全密封,甚至要将肛门直接对准马桶直径10厘米的收集孔。

之所以要固定是因为你现在是失重状态,你应该不会想在方便的过程中飘起来吧。

那干嘛就搞10厘米这么小的口子?不能搞大一点嘛?

这样设计还是防止排泄物"飘"出来呀。

而为了能精确对准马桶口,宇航员们都会进行专门训练,同时设计者还在马桶里装上摄像头,帮助航天员自己检查是否对准了位置。

等到航天员拉完翔,太空马桶会利用空气压力将排泄物吸走。然后排泄物会被收集到密封袋中,由货运飞船带回地面处理,或者返回时抛入大气焚毁。

太空小便

比起上大号的复杂操作,小便的步骤就显得简单一些。

比如太空站的卫生间里配备了“小便漏斗”,漏斗一端通过软管连接至尿液收集系统。你可以理解也就是一个特制的管子,航天员们只需要用特制的管子将尿液吸收进收集器即可。

使用时,收集系统内的风扇会工作,将尿吸进废水池中储存。

对女性来说更容易一些,她们可以直接把漏斗贴在身上。但男性宇航员必须找到一个适当的距离,既要接住所有液体,又不能距身体太近以防受伤。

而航天员的尿液在收集之后,要经过“再生生保系统”的处理,满足航天员在空间站中饮用、清洁、制氧等用途。

也就是尿中取水!

为啥这么设计呢?

因为空间站里面水资源是极其稀少的,而发射一吨水到空间站里面,代价是十分昂贵的。所以要想尽一切办法,要能在空间站里面进行造水,来满足航天员们的日常生活需求。

于是科学家们就研制出了这么一种装置:环控生保尿处理子系统和水处理净化器。

尿处理子系统采用蒸汽压缩蒸馏技术,可以将预处理后的尿液进行旋转蒸馏,将收集到的水蒸气冷凝后形成蒸馏水,然后将蒸馏水输出给水处理子系统,进行深度净化处理。

这个系统有多厉害?

这么说吧,它可以在一个工作周期内能够从6升尿液中提取出5升蒸馏水,不仅实现了空间站水资源的循环利用,同时减轻了货运飞船的载荷负担,降低空间站的运营成本。

中国空间站发展情况

看完国际空间站的排泄物回收问题,我们再来看一下中国空间站的排泄物是怎么处理的。

我国空间站的排泄物回收系统跟国际空间站的大同小异。

我国空间站是由天和核心舱,问天实验舱,梦天实验舱组成,其中天和核心舱又可细分为节点舱、资源舱、生活控制舱。

生活舱用来存放物资,是航天员休息、生活的场所,这里面就配备了比较先进的马桶。

它可以根据男女航天员的不同生理结构特点设计,可以在风机作用下,产生稳定、可靠的气体流场,能够使排泄物克服微重力影响完成收集,并实现对大便排泄物的抽真空封装存储等后处理流程,解决了排泄物细菌滋生和长期贮存的难题,提高了航天员在轨的生活品质。

同时尿液中的水分会被回收,纯净程度达到了可以饮用的水平。尤其在一些复杂的处理工艺水平上,完全不输给国外!

这下航天员可以不愁方便,也不愁水资源了。

最后,要在如此狭小的空间里呆半年,其中的艰苦是常人难以想象!向我国三位宇航员致敬!向漂亮的女宇航员致敬!

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