從尿褲子到2300萬美元的豪華馬桶:人類太空廁所簡史

2020-12-14 騰訊網

【ALENG 自媒體】9月26日午間自媒體專稿,俗話說,人有三急。這三急,即使對於那些「膽大包天」,敢於踏足外星球的太空人來說,也不能例外。由於外太空環境的特殊性,以及太空飛行器的有限空間所限,人類太空人在外太空如廁一直是一個老大難的問題,美國前太空人佩吉·惠特森(Peggy Whitson)在國際空間站上度過了655天的創紀錄時間,在談到太空生活的體驗時,她說,只有一件事無法令人懷念,那就是上廁所。那麼,在外太空生活的太空人到底是怎麼上廁所的?太空馬桶又經歷了一個怎樣的演變歷程,我們一起來了解一下。

直接「尿褲子」了

1961年5月5日,美國宇航局太空人艾倫·謝潑德(Alan Shepard)正坐在水星號飛船上等待發射,就在發射前不久,他忽然覺得自己必須要上個廁所,於是,他通過無線電聯繫地面指揮人員告訴了以上請求,但是地面指揮人員要求他必須呆在座位上,因為發射程序馬上就要開始了,至於艾倫·謝潑德究竟該如何解決內急的問題,指揮人員壓根就沒有提供答案。

最終,艾倫·謝潑德坐在飛船的座位上,直接尿到了褲子裡。幸運的是,到飛船點火時,他的褲子已經幹了。

事後,美國宇航局在檢討發射程序時認為,雖然本次飛行的預計時間只有15分鐘,但是沒有考慮到太空人在發射臺上等候的時間長達1個多小時。此後,NASA才開始在之後的發射任務中為太空人配備解決內急的設備。

從「袖套」到屁股上的袋子

美國宇航局早期用來處理太空人尿液的專門設備被稱為「袖套」,它的外觀看起來像一個工人和廚師的護袖,因此,被太空人親切地稱為「袖套」。「袖套」的材質為乳膠材料,有三種不同的大小規格,只能給男性太空人使用,而且經常會發生因為破裂導致的尿液溢出事故。

1962年2月20日,美國宇航局太空人約翰·格倫(John Glenn)在第6次水星任務飛行中首次使用了該尿液收集裝置,那次飛行持續了55分鐘。

從1960年代的雙子座任務開始,美國宇航局首次開始收集太空人的固體排洩物,而收集的方式非常原始,就是一個簡單的塑膠袋,太空人用它收集自己的固體排洩物後,使用膠帶粘在自己的屁股上,返回地面後被回收。

美國宇航局太空人約翰·格倫

由於這個塑膠袋在回收了太空人的排洩物後還要混合一種殺菌劑,而這個過程需要太空人手動對塑膠袋進行擠壓和搖晃,既令人討厭,也非常耗時,所以,這種裝置實際上鮮有使用,因為為了避免使用該裝置,太空人在發射前一般都裝備了大量的低殘留食品,並且偶爾會使用類似瀉藥的藥品,表明這個裝置是極其不成功的。

阿波羅時代的太空廁所

1960年代末期到1970年代中期的美國宇航局阿波羅登月時代,太空人開始能夠用上相對比較完善的太空廁所了,這是一個極其複雜的回收系統,也正因如此,該系統從性能上來說也不太完善,偶爾會發生令人感到驚悚的事故。

1969年阿波羅10號任務期間,該太空廁所發射洩漏事件,以至於太空人湯姆·斯塔福德不得不大喊一聲:「快給我一張餐巾紙,空氣中有一根草皮在飛舞!」

另外,美國宇航局還為執行月球漫步的太空人配備了一個全功能的紙尿褲,可以吸收任何形式的排洩物。

太空梭時代的廁所

在美國宇航局的太空梭時代,為了解決太空人在發射和太空行走期間的如廁需求,在太空梭上配置有一個價值50000美元的馬桶,不過,如何使用這個馬桶,需要進行大量反覆的訓練,因為這個馬桶的開口直徑僅有4英寸,是普通家用馬桶的四分之一。為了讓太空人能夠自如地使用這個馬桶,NASA甚至配備了視頻回放系統,以便讓太空人知道自己該如何糾正如廁姿勢。

給太空行走的太空人配備的則是一個類似於紙尿褲的裝備,該裝備可以最多容納3.5杯尿液,能夠解決太空人在太空行走期間的如廁需求(最長的太空行走持續時間超過6個小時)。

空間站時代的廁所

從美國宇航局的天空實驗室(Skylab)到今天的國際空間站,廁所已經成為太空人必不可少的日常生活用品。

在美國宇航局天空實驗室年代,所謂的「馬桶」實際上是一個被裝在艙壁上的洞,功能簡單,甚至太空人需要手動給自己的固體排洩物進行烘乾以便符合回收和保存標準,而且也不怎麼可靠。

俄羅斯製造的馬桶

到了國際空間站時代,由於技術進步,太空人已經可以使用非常先進的「馬桶」了。目前,國際空間站上配備的馬桶是由俄羅斯製造的,價值1900萬美元。該馬桶能夠將太空人的尿液和固體排洩物分開存放,其中,尿液被一個專門的裝備回收後製成可以飲用的水,其回收效率高達80%,而固體排洩物則被回收集中存放,等待下一次貨運補給任務返回時連同返回艙燒毀在地球大氣層中。

目前,美國宇航局已經給國際空間站研製了一個功能更加先進的廁所,該廁所耗資2300萬美元,高約71釐米,比目前站上使用的由俄羅斯研製的廁所體積小約65%,重量也輕了40%,是一個地地道道的「智能馬桶」,整個如廁過程不再需要太空人進行任何手動參與,而且對女性太空人進行了專門優化設計,將於2020年9月29日由天鵝座貨運飛船運往國際空間站。

NASA價值2300萬美元的馬桶

NASA新研製的這個太空馬桶不光被用於空間站,按照計劃,在國際空間站進行為期3年的測試和改進之後,還將被用於該機構的阿爾忒彌斯登月計劃,甚至是未來的火星殖民任務。

還有一個神秘的太空廁所

當然,在所有這些令人耳目一新的太空廁所設計中,還有一個神秘的「太空廁所」未被世人熟知,這就是矽谷大俠埃隆·馬斯克旗下Space X的船員龍飛船上裝配的廁所。目前,關於該飛船上的廁所究竟性能和舒適度如何,尚是一個謎,甚至Space X官方也不願公開其中的點滴信息,而根據保密協議,已經使用過該廁所的美國宇航局兩名太空人鮑勃·本肯(Bob Behnken)和道格·赫爾利(Doug Hurley)也從未在公開場合提起過任何信息。

船員龍飛船內部

從直接尿褲子到價值2300萬美元的「智能馬桶」,儘管技術進步不是一點點,但是看起來在太空中上廁所仍將是一個非常棘手的問題。為了集中民智辦大事,美國宇航局目前有一個活動,懸賞20000美元徵集太空廁所的設計方案,如果你有更好的解決方案,可以將方案提交給該機構,說不定就能夠得到20000美元的獎賞呢。

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