美國宇航局(NASA)宣布,即將向國際空間站發射一個新太空廁所供太空人進行試驗,該廁所成熟後將被用於美國未來的登月和火星任務。
新廁所名為通用廢物管理系統(UWMS),由NASA從2014年開始研製,耗資達2300萬美元,約合1.6億人民幣。作為例行補給任務的一部分,該天價廁所將於9月29日被諾斯羅普·格魯曼公司的「天鵝座」貨運飛船運輸到國際空間站。
NASA之所以花重金研製新型UWMS太空廁所,是因為對於漫長的火星登陸任務來說,傳統太空廁所已經無法滿足要求。
地球與火星之間的最近距離是5600萬公裡,即便在這個最佳窗口期發射火箭,載人飛船也要飛行7個月才能進入火星軌道。雖然現有太空廁所在便便容器內添加防臭木炭並將其裝袋儲存在飛船上的標準做法仍然可以正常工作,但對於冗長的火星飛行任務而言便便會佔用太多重量,NASA工程師估計一次火星任務就能至少產生270公斤固體廢物。
此外,便便中含有大量微生物。如果人類在登陸火星或重返月球建立月球基地時如果仍使用傳統太空廁所,就會再次出現「阿波羅」飛船太空人登陸月球後將大量的人體廢物遺留月球表面的狀況,出現對外星球造成生物體汙染的危險。
因此NASA為UWMS新太空廁所制定了兩大設計目標,一是收集和處理太空人的尿液,變成循環利用的再生純淨水。二是將含水量75%的固體廢物進行脫水處理,一方面使其不具有微生物活性,避免汙染外星球,另一方面大幅降低固體廢物的重量與體積並重新利用其中的水分。
雖然已經燒掉了2300萬美元經費,但目前的UWMS新太空廁所只實現了其中第一個功能。其名稱「通用廢物管理系統」中的「通用」指的是模塊化設計能輕鬆地集成到不同的太空飛行器和生命支持系統中,這對於國際空間站的太空人們來說是個福音。近年來空間站的廁所頻頻故障,太空人們有時甚至要被迫使用太空尿布。
UWMS新太空廁所比目前空間站上的廁所小65%,重量減輕了40%,並且可以支持塊頭更大的太空人。其馬桶在設計上更加注重太空人的舒適性和易用性,對女性太空人也更加友好,3D列印的鈦合金雙風扇分離器能產生強大氣流,代替重力幫助將太空人把尿液和廢物拉進馬桶。改進後的尿液處理系統能將更多尿液變成純淨水,美國宇航局太空人傑西卡·梅爾(Jessica Meir)對此評價道:「今天的咖啡就是明天的咖啡!」
太空人產生的固體廢物則會裝入儲存罐儲存,最後集中被貨運飛船帶回,其中大多數在飛船進入地球大氣層前被拋棄燒毀,少數會則帶回地面進行評估。
NASA目前正在研究如何實現新太空廁所的第二大功能:使固體廢物脫水並重新利用其中的水分,這對登陸火星至關重要,只是不知道又要燒掉多少美金。