就在昨天,三位航天员历经192天的太空之旅后,乘坐神舟十八成功回到地球,这个消息让无数的人为之振奋。
不过他们带回的,除了珍贵的实验数据和太空经历,还有上百斤的“太空垃圾”——人体排泄物,那么这上百斤排泄物都去到哪里了呢?
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太空“如厕”的挑战在太空之中生存并不是我们所想的那样简单,失重环境、资源匮乏、科学探索……种种因素交织在一起,使得太空“如厕”成为一个不容忽视的问题。
首先,失重环境是太空“如厕”面临的最大挑战,在地球上,重力是排泄物自然下落的关键,而在太空,一切物体都处于漂浮状态。
这意味着如果不使用特殊的方法,排泄物不会乖乖地待在指定位置,而是会在座舱内四处飘散,不仅造成卫生隐患,还可能堵塞通风口、污染精密仪器,甚至危及航天员的生命安全。
还有就是,资源限制也是太空“如厕”需要克服的难题,太空环境物资补给困难,每一次发射都耗资巨大。
如果将所有生活垃圾都运回地球处理,成本将不堪重负,因此,尽可能地减少对地面的依赖,实现资源循环利用,成为太空探索可持续发展的关键,毕竟,在浩瀚的宇宙中,每一滴水、每一粒粮食都弥足珍贵。
而粪便、尿液、汗液等排泄物中包含着人体微生物数据和新陈代谢信息,这些数据可以帮助科学家了解人体在太空环境下的生理变化和适应机制,为未来人类在太空长期生活提供更科学的保障。
从“太空马桶”到“尿液循环利用”面对太空“如厕”的种种挑战,人类从未停止探索和创新的脚步,在早期的时候,就只有简单的收集装置,到现代,已经有了“太空马桶”,人类的智慧和技术不断推动着太空卫生系统的进步。
早期的太空厕所,功能简单,主要依靠吸力收集排泄物,操作繁琐,舒适度也较低,随着时间的流逝,人们也对马桶进行了升级,“太空马桶”的功能也不断升级迭代。
例如,欧洲航天局参与建造的一款“太空马桶”,不仅能够降解尿液和部分固体废物,还配备了密封传输系统,可以将废物储存在低温真空环境中,延缓腐烂速度,避免气体排入舱内造成污染。
目前,“太空马桶”的回收率已经高达98%,这不仅体现了人类在太空环境下对资源循环利用的重视,也为未来人类在月球或火星等其他星球建造栖息基地奠定了基础。
毕竟,在一个资源匮乏的环境中,每一滴水的循环利用都至关重要,除了“太空马桶”的升级换代,尿液处理回用技术也是人类在太空生存领域的一项重大突破。
这项技术通过过滤、净化等处理,将尿液转化为饮用水,为人类在太空长期生存提供关键资源保障。
虽然听起来有些不可思议,但事实上,经过高科技处理的尿液,其纯净度甚至比地球上的饮用水更高,这无疑是一项令人振奋的科技成果,它打破了资源的限制,为人类的太空探索之路增添了无限可能。
至于固体排泄物,目前主要采用压缩、密封、储存的方式进行处理,国际空间站的廊道上就设有许多承压罐,用于压缩和储存粪便。
这些经过处理的粪便最终会被装载到货运飞船上,在飞船返回地球大气层时燃烧殆尽,不会对地球环境造成污染。
太空“如厕”的进化史,见证了人类在太空环境下的适应能力和创新精神,从最初的简单收集到如今的资源循环利用,人类不断突破技术瓶颈,为未来在太空长期生存创造了条件。
从太空垃圾到未来希望太空探索的终极目标是让人类能够在宇宙中长期生存,建立自给自足的太空基地,而实现这一目标,离不开对资源的有效利用和循环再生。
太空排泄物,这个曾经被视为“垃圾”的副产品,如今正逐渐成为科学家眼中宝贵的资源,试想一下,在遥远的星球上,航天员可以利用自己的排泄物种植蔬菜水果,这不仅解决了食物补给的难题,也构建了一个微型生态循环系统,为人类在太空长期生存提供了保障。
除了生物转化,资源循环利用也是太空排泄物处理的另一个重要方向,未来的太空基地,将是一个高度集成的生态系统,各种废弃物都将被循环利用,最大限度地减少对地球的依赖。
此外,对太空排泄物的科学研究也具有重要意义,通过分析太空排泄物的成分和变化,科学家可以深入了解人体在太空环境下的生理变化和适应机制。
例如,研究肠道菌群在太空环境下的变化,可以帮助我们开发更有效的太空保健措施,保障航天员的健康。
随着技术的进步,我们有理由相信,未来的太空厕所将更加智能化、人性化,资源循环利用率也将更高。
不过在太空“方便”可不是一件轻松的事,需要借助各种“黑科技”才能完成,例如,航天员需要使用特制的“太空马桶”,这种马桶利用气流将排泄物吸入收集装置,避免其在失重环境下四处飘散。
对于尿液,航天员会使用一个带有漏斗的软管,将其收集到一个特殊的容器中,然后通过净化系统将其转化为饮用水。
除了如厕的难题,他们还需要面对失重带来的各种不便,例如睡觉时需要把自己固定在睡袋里,吃饭时需要用特殊的餐具防止食物飘走。
而他们也用自己的行动诠释着人类探索太空的勇气和决心。
太空排泄物处理技术的发展,不仅关乎航天员的日常生活,也关乎人类太空探索的未来,它预示着人类对太空环境的适应能力和对资源的有效利用,为未来人类在太空长期生存提供了希望。
我们也始终相信,随着科技的不断进步,人类终将能够在浩瀚的宇宙中找到属于自己的位置,创造更加辉煌的文明。
参考资料:
【1】全国少工委——《航天员在太空中喝的水是从哪里来的?|院士解锁中国科技》2023.5.17。
【2】澎湃新闻——《解密:中国空间站如何将太空垃圾分类处理?》2022.8.31。