宇航员上厕所很难,新开发的马桶值2300万美元,看看长啥样?

生活在地球上的人们,每天都会上厕所,隐约还有一种难以言喻的快感。因为随着抽水马桶的普及,甚至是智能冲洗马桶为我们很大程度上解决了气味和卫生的问题。

但这一切都得益于地球重力的帮忙,如果没有重力,所有的东西不往下跑,而是在空间中胡乱的飞行,你想想那个场景...,很可怕。

而在地球之外的宇航员就会面临这样的问题,由于没有重力,他们上厕所就成为了一个困扰人类几十年的难题,至今都没有完全彻底的解决,主要是气味、便捷性、卫生的问题。

就在最近研究人员还新开发了一种新式马桶,NASA准备将这个新马桶送上国际空间站测试,如果完美,宇航员感觉体验很好,那么这个马桶未来会在登月任务以及可能的火星任务中使用。

那么宇航员上厕所有多难呢?下面我们就了解下在我们看来普普通通的厕所在航天器上的进化史。

我们人类的航天史是从上世纪60年代开始的,最初是苏联发射了第一颗人造卫星,机器送上去了,紧接着就是想办法把人送上去,毕竟人类几千年来的梦想就是想去天上看看。

1961年加加林驾驶东方1号进入距离地球300公里的轨道绕地球转了一圈,早上出发中午就回来的。历时1小时48分钟,这个时间膀胱表示,我还能多抗几个小时。

所以早期的航天任务设计师完全就没有考虑到上厕所这件事,因为上去转一圈就回来了,而且航天器内本身空间狭小,为了能多带点人上去,甚至把宇航员的生命支持系统都缩减了,怎么可能装厕所。

直到有一个人尿裤子了,科学家才想起原来人要上厕所啊!第一个在航天任务中尿裤子的宇航员是艾伦·谢泼德。

他是美国第一位进入太空的宇航员,本来这次任务计划飞行的时间很短,大约15分钟,但是火箭在发射架上迟迟没有起飞,躺在载入仓里的艾伦·谢泼德膀胱慢慢就不乐意了,再不飞就要炸了。

艾伦·谢泼德将自己膀胱的想法告诉地面指挥中心以后,得到的回复是:自己解决!这明显就是让人家往航天服里尿么,所以谢泼德就成为了第一个尿裤子的宇航员。

由于宇航服是一个封闭的内循环系统,你想想那种酸爽。

科学家这就认识到往后随着飞行时间的增加,宇航员上厕所是肯定要解决的问题,首先就是小号,毕竟比大号来的频繁。

虽然当时上天的只有男性宇航员,但是这个问题解决起来也不是很容易。最开始的办法,其实很简单粗暴。

给你一个袋子,但为了防止在尿尿的时候有液体飞溅出来,污染环境、以及危险电子仪器,必须做到准确无误全部将尿液收集起来,于是跟这个袋子配套的还有一个一次性的橡胶套,有不同的尺寸,可以供不同“身材”的宇航员使用。就像下图这样:

这个使用起来很简单,相信动作熟练的你已经看懂了。但这样的装置并不能做到万无一失,水星6号任务中宇航员在使用这种装置的时候,就发生了泄露。

随着人类航天技术的发展,能够进入越来越高的轨道,甚至是阿波罗8号的绕月飞行,这一去就是好几天,除了小号问题,大号也随之而来。

这个简直太麻烦了,这种固体排泄物不仅容易泄露,还很难收集,且味道很冲。最初的办法也比较简单粗暴,就是拿各个袋子,然后粘在屁股上;

等完事以后,往里面加入杀菌剂,然后不断的揉捏已充分的混合,并杀死其中的细菌,这样做是为了防止这些细菌繁殖产生气体最后导致袋子膨胀爆炸。

以上的操作简直让人难以接受,但不这样干又不行,所以当时的宇航员提起上大号都头疼,为了减少大号的次数,他们会吃一些高能量低残渣的食物。

直到1972年阿波罗任务结束以后,宇航员在太空舱内都是靠这种办法解决的。宇航员在月球上行走会专门穿这种裤子。

说白了就是纸尿裤,但是他有更强的吸附性和密封性,除了小号以外,如果你原因大号也可以在裤子里解决。

跟阿姆斯特朗一起登上月球的奥尔德林就说他是第一个在其他天体上尿尿的人。

这样的情况一直延续到了1980年,在这之后工程师才开发了真正意义上的厕所,在航天飞机上以及空间站中使用。

这种厕所的开口非常小,是为了在开口处提供更大的负压,能够将废物吸收进去,自动干燥然后自行打包封存。

一般人用不了这玩意,因为太空中没有重力,你很难让自己保持平衡,并且准确的对准入口。除了厕所以外,还有封闭的淋浴间。

而现在国际空间站上使用的马桶经过改造、升级换代是这样的。

但是这种厕所设计的时候主要考虑的男性的使用方便,而现在国际空间站有很多的女航天员,由于身体结构的区别,她们使用这种厕所会很不适应,主要是小号问题。

而且现在的厕所回收系统虽然可以有效控制异味,但是时间久了依旧会散发出让人难以描述的味道。

图中所示的UWMS是设计原型,可用于NASA的短期和长期任务

所以科学家新开发了一种通用的废物管理系统(UWMS),比现在空间站使用的马桶能够更适应女性的生理需求。

这套系统的特点是它有一个漏斗,能够更好的收集尿液,方便女性使用,而且在座位上还有小隆起能够方便宇航员定位,找准位置。

并且这套系统有很强的生物过滤系统,比之前的系统能够很好的处理异味。研究人员专门对人类排泄物中能够产生臭味的气体列了一份清单,专门针对这些气体进行过滤。

过滤后的气体会通过仪器检测,使其浓度降低到了百万分之一。

而且与之前的系统相比,这种厕所的体积和质量都更小,使用起来更简单,提高了乘员的舒适度和,并且可以对尿液进行处理,进入饮用水的再循环。

固体排泄物会专门储存在密封带中,然后保存再容器中。

这套系统价值2300万美元,并非为国际空间站专门设计的,而是为了以后长久的深空旅行,只是想通过在国际空间站上试用,如果乘员满意。

未来会被拥有在2024年的阿耳忒弥斯登月任务,届时NASA会将一名男性宇航员和一名女性宇航员送上月球。