发文:小利浦
编辑:望梅止渴!
——【序言】——2024年11月4日凌晨,神舟十八号的三名宇航员乘坐返回舱抵达着陆点。
随着神舟十八号成功返回地球,三名航天员带回的不仅仅是珍贵的实验数据和科研成果,还留下了一个“另类”话题——在空间站驻留三个月期间,他们累计产生了约400斤的排泄物。
那么问题来了:这些排泄物究竟如何处理?是带回地球,还是在太空“就地解决呢”?
——【正文】——人类对太空的渴望古已有之,但真正踏足太空的旅程始于1961年。
那一年,前苏联宇航员尤里·加加林首次进入太空,标志着人类开启了前所未有的宇宙时代。
对于加加林来说,短短108分钟的太空之旅,成就了一项前无古人的壮举,也为人类未来探索宇宙奠定了基础。
从那时起,太空成为各国科学家与航天员夜以继日钻研的领域。
而今天,随着科技的飞速发展,人类在太空的逗留时间越来越长,生活也越来越日常化。
从首次太空出舱到建成空间站,再到如今载人飞船往返自如,技术的进步让太空之旅更加频繁和舒适。然而,随之而来的生活问题也逐渐显现。
比如,如何在失重环境下处理排泄物,如何确保长期驻留太空的清洁卫生,这些“生活小事”在地球上看似简单,但在太空中却复杂异常……。
1961年4月12日,当尤里·加加林乘坐东方一号进入地球轨道时,他成为了第一个飞向太空的人类。当时,这个小小的太空舱空间狭小,仪器简单,整个旅程充满了未知的风险。
加加林的太空飞行仅持续了108分钟,他只需简单地穿戴宇航服完成任务,甚至都没有“如厕”的机会。回顾那一刻,加加林描述了太空的奇妙,但同时也深知航天任务的艰难。
当时的太空技术只解决了最基本的生存需求,但如何在太空中“生活”,依旧是个未解之谜。
几乎在同一时期,美国的“水星计划”也在进行,后来在1962年,美国宇航员约翰·格伦成功完成绕地飞行,这也为太空生活的初步探索奠定了基础。
随着登月计划的展开,航天任务的时间不断延长,宇航员们在太空中生活的问题逐渐显现。
1969年阿波罗11号成功登月,这是人类第一次在外星球上行走。
尼尔·阿姆斯特朗迈出那一步时,整个世界为之沸腾,登月的成功令人振奋,但这次任务也让人类对太空生活的方方面面有了更深的认识。
宇航员在太空中长时间生活,意味着要解决日常的饮食、睡眠、卫生等问题,这些细节都是任务顺利完成的基础。尤其是如何在失重环境中排泄,成为困扰航天员和科学家的“现实难题”。
早期的排泄设备相当简陋,宇航员需依赖吸附袋或导管来收集排泄物,这种方式虽然勉强可行,但极不舒适,也增加了卫生风险。
进入70年代后,随着空间站的逐步建立,太空生活的各项基础设施也逐步升级。
尤其是苏联的礼炮号空间站和美国的天空实验室空间站建成后,宇航员们的驻留时间更长,排泄物处理问题迫在眉睫。
为了确保环境清洁,科学家们研发出更加高效的排泄物收集系统,
利用真空吸附装置将排泄物收集到密封容器中,避免在失重环境下污染空间站内部。
尽管设备逐渐完善,但“如何更高效、清洁地处理排泄物”依旧是各国航天机构的重点研究方向之一。
时至今日,随着国际空间站和中国空间站的建成,航天员在太空中的生活条件已大大改善。
回到神舟十八号任务,这次三名航天员驻留三个月,期间共计产生了约400斤的排泄物。
相比早期的任务,他们的太空生活条件更舒适,排泄物也能得到高效处理。
这400斤的废弃物又是如何“回收”的?
其实,在失重环境中,航天员的排泄物主要分为两类——液体和固体。对于液体排泄物如尿液,空间站通常采用专门的真空吸附装置进行收集。
航天员如厕时,会借助绑带或扶手将自己固定住,防止身体在失重环境中飘移。同时,他们会使用一个真空吸附装置来收集尿液。
这个装置通过真空泵产生的吸力,将尿液迅速吸入专用管道,避免尿液悬浮在空气中,造成污染。这种方法简单高效,是目前失重环境中处理液体排泄物的标准方法。
收集到的尿液并不会直接排放或丢弃,而是进入循环再利用系统。
空间站配备的水循环系统会对尿液进行多步骤的净化处理,使其转化为可饮用的水资源。
净化过程包括初步过滤、蒸馏、高温杀菌、矿物质补充等多个步骤,以确保最终生成的水符合安全饮用标准。
虽然这样的“循环水”来源特殊,但经过多次严格过滤,其水质甚至比许多地球上的自来水还要干净。在国际空间站和中国空间站上,饮用水资源大部分通过这一循环系统获得。
这种“尿液循环水”系统不仅有效解决了水资源短缺的问题,还显著减少了从地球运送水的成本,提升了太空生活的自给自足能力。
而对于固体排泄物的处理,流程则稍微复杂一些。固体排泄物会先被收集到密封袋中。
这些袋子通常由多层材料制成,可以有效隔绝异味和细菌,防止污染。在完成如厕后,航天员会将密封袋放入空间站内的垃圾收集箱中。
这些垃圾箱设计为全密闭结构,可以有效防止异味扩散,保持太空舱的清洁和空气质量。
一旦垃圾箱容量快满时,这些固体排泄物连同其他废弃物(如用过的湿巾、卫生纸、废弃包装等)会被集中存放在货运飞船中。
货运飞船的任务完成后,会被填满这些废弃物,并与空间站脱离,逐渐进入地球大气层。
在再入大气层时,货运飞船会因与空气剧烈摩擦产生高温,导致其外层和内部废弃物迅速燃烧、分解,最终化为尘埃消失在空中。
这种处理方式既有效解决了废弃物排放问题,又不对太空或地球环境造成污染。可以说,这是一种经济、环保且高效的处理方式
总的来说:目前,航天器上的排泄物主要通过高效的循环系统处理,液体废物转化为可再利用的水资源,固体废物则安全密封,待货运飞船返回地球时带回进行销毁。
这种处理方式减少了对地球资源的依赖,提高了太空任务的自给自足能力。
未来,随着技术进一步发展,我们期待更加完善的生态循环系统能够在太空中实现,使得太空探索更加环保和可持续。
航天员的这400斤排泄物,虽是小细节,却是推动太空科技进步的重要一环,也是人类探索宇宙深空之旅中必须解决的实际问题。