我国三位“80后”的神舟十八号航天员,已经顺利完成任务返回地球。在11月4日的凌晨,平安降落在我们的草原上。当然,他们也带回了一些珍贵的太空“物产”。
可有人就在疑惑:那他们的排泄物,是否也带回来了?确实,不属于太空的“物品”,我们还是会执行“太空环保”的原则进行处理。可怎么处理?这里面的学问就大啦。
根据相关资料显示,太空中的正常作业,一个航天员每天平均排出约1.6千克的尿液,和约0.2千克的粪便。按这种推算,三位航天员在太空中工作半年,大约会产生400斤的排泄物。
如此多的排泄物,是如何处理的?
太空中的“吃喝拉撒”呆在浩瀚太空中的航天员,也是和我们一样每天需要“吃喝拉撒”,但是,他们在太空中的方式,肯定不像我们平常一样,端着碗筷看着桌面上摆的食物,喜欢吃啥就夹啥。也不像我们上厕所一样,按一下马桶键,水就哗哗的把排泄物带走。
由于空间站里的微重力的状态,所有的物品几乎都会在空中漂浮起来,尤其是液体将会凝结成水圆珠,四散而开。这给正常的“吃喝拉撒”增加了极高的难度。
在以前,太空人要吃饭,都是需要通过食物袋进行吸吮来填饱肚子,一般这些食物都是做成非固状,便于吞咽不会四散。
现如今,通过一定的技术处理,可以做成固体状的食物,在空间站里面飘着吃。神十七的航天员,就在2024年的春节,展示了他们在空中飞饺子的视频,让大家看到一种独特的就餐模式。
而水在太空中则非常宝贵,太空中几乎所有的水分子,例如洗漱水、尿液、汗液等都会收集起来,然后进入“再生水”的循环系统,最后变成可再用的水。因此,我们在飞船派送物资里,仅仅是附带应急水源,不需要再快递净水。
这就决定了,我们的排泄收集处理系统,需要极为复杂与精细。我们在1983年做出了第一款“太空马桶”后,就一直在进行改进、升级。
“太空马桶”与地球的马桶形状相似,都是屁股往桶里一放就行。但是,太空马桶采用的强力的负压装置,一旦人一坐上去,就会被吸住。接着航天员的排泄物,通过强大的吸力迅速的收集,并且自动化储存起来。防止漂浮到空间中污染环境。
无论是男性还是女性,都有专用的尿袋与尿液管道,体现了人性化的区别。收集起来的尿液,经过多层净化处理后,再次利用变成饮用水。中间的损耗几乎按毫升来计算。
而排泄出来的大便,分离后经过真空、热封及消毒等多个步骤,最后装进特质的大便收集袋。然后进行压缩处理,去掉上面的接近80%以上的水分。然后统一存储在货运飞船的里面。
早期,空间站对于粪便的处理是直接排放到太空中。可是,太空中的各种天体,包括卫星这些,都在高速运作。那怕排出一点点粪便,都会如太空陨石般击穿这些设备。因此,科技家便着手研究回收粪便。
我国对大便有两种处理方式,一种是收集一部分样品作为科研对象,带回地球;另外大部分则归属为生活垃圾,和其他的生活等太空垃圾一样。在返回舱回归地球的过程中,经过在大气层进行舱体分离时,丢进大气层燃烧掉。
高科技的“太空马桶”这个“太空马桶”,可不是我们见过那些会喷水的智能马桶那么简单,它的发展简直就是人类航天员的“灾难史”。
在早期的太空生活中,短期的航天就采用憋尿的形式处理,后来,就接了尿袋,可是也极容易漏。根本无法进行长时间的工作任务,更换与处理都非常麻烦。
在一段时间里,也采用尿布设计,但是,依旧有可能出现“漏飞”的现象。如果对排泄物没有处理好,整个空间站也会充满着刺鼻的骚臭味。
随着空间站的需要,科学家开始设计太空马桶,可是,无论怎么设计,在几乎没有重力的太空中,排泄物都会从这个简易马桶里面飘出来玩耍。一时陷入难题之中。
随着真空马桶的出现,简直就是航天员的福星。可是在真空马桶改进完善的过程中,基本也是一幅幅“屎尿史”,曾经出现由于人固定得不好,拉到一半人就飘到半空中;也有马桶的识别不好,把人吸住不放。
在1981年的时候,在美国的一艘航天飞机上,就发生过太空马桶堵塞无法使用,结果美国航天员只能自行处理排泄物。
可是麻烦才刚开始,由于堵塞排泄物在管道中无法清理,在飞行过程中爆了管,排泄物飘出来进入通风系统,所有的航天员就在排泄物中穿行。
在2008年,国际空间站,俄罗斯的马桶系统也遭遇过故障发生,最后还是由美国送了一支新马桶上去。
而到了今天中国空间站的太空马桶,已经是稳定的智能化系统,它是一个集真空吸附、智能感应以及全流程自动处理的高端马桶。
在使用中,航天员需要调整好自己的位置,确保自己的屁股能够贴紧马桶,这个可并不容易,因为太空马桶的开口只有我们日常马桶的四分之一,空间站里甚至还有“马桶练习机”,可以对你的“坐姿”进行判断是否对得准。
接着用固定绳定位自己的身体。而航天员自己也需要确保自己“排泄”的精准性,在如厕的过程中,能够感到强大的吸力迅速将排泄物全部吸收。这个周期虽然简单,但确实费劲。
你以为这样就已经全部解决问题?其实还有,虽然经过处理压缩后的粪便包基本上干燥透,但也有意外的可能性,因此航天员还要定期检测这些“排泄包”是否会涨袋,如果发生还要手工进行二次处理。
结语大到太空实验,小到一个太空马桶,它们都是人类智慧的结晶。每一种科技的创新,都值得赞誉!
太空排泄物的处理,不仅仅是技术上的突破,也是人类文明的一种表现。我们对资源重视,对环境尊崇,对可持续发展的追求,是永远都不会改变的。