有些事情在地面上是不成問題的問題，可是在太空中就成了大問題，大小便就是一個典型的例子。1961年5月5日，美國第一位航天員謝潑德坐在水星號飛船內(nèi)等待發(fā)射升空，由于技術(shù)原因發(fā)射被拖延了4個多小時，這時謝潑德向地面控制中心報告要求撒尿，因?yàn)樗锬蛞呀?jīng)憋了好長一段時間，現(xiàn)在實(shí)在憋不住了。按原計劃，由于這次太空飛行的時間不長，因此沒有必要為航天員準(zhǔn)備大小便設(shè)備，現(xiàn)在謝潑德突然提出要撒尿，給地面控制中心和工程技術(shù)人員一個措手不及。經(jīng)過同有關(guān)方面緊急磋商，地面控制中心最后決定，讓謝潑德直接往自己穿的航天服的褲子里尿。

為太空飛行的航天員解決大小便問題并不像在地面那樣簡單，一方面是因?yàn)樘帐鞘е丨h(huán)境，人排出來的大小便不是往下流，而處于飄浮狀態(tài)；另一方面是所有在太空的設(shè)備，都必須是體積小、重量輕、耗電少，這就給設(shè)計工作帶來極大的困難。因此地面上所有的個人衛(wèi)生設(shè)備在太空都不適用。

大小便收集袋不好使用

美國航宇局吸取謝潑德的教訓(xùn)，很快為航天員設(shè)計出一種在太空收集尿的裝置——尿收集袋。這是一個小塑料袋，用帶子系在航天員的腰部，主要是收集小便。航天員返回地面以后，袋子被密封和拋棄。至于大便問題，只好等待回到地面來解決。

在雙子星座飛船中，在發(fā)射和著陸階段航天員還是帶著尿收集袋，但是在軌道飛行期間，大小便則分開收集。小便使用尿收集裝置，這種裝置上有一根管子，管子的一頭放在航天服內(nèi)，外形與避孕套相似，要套在航天員的陰莖上，另一頭通到一個尿貯箱內(nèi)，尿貯箱又與太空相通，因此航天員的尿最后就撒到太空中。大便收集裝置也很簡單，實(shí)際上就是一個長塑料袋，它直對著航天員的屁股。

阿波羅登月飛行情況雖然復(fù)雜，但航天員仍然使用雙子星座航天員用的大小便收集裝置，只是作了一些小改進(jìn)。小便收集袋的改進(jìn)是接尿管可以不跟身體直接接觸，這項改進(jìn)雖然不大，但是最讓航天員滿意。另外，在水星和雙子星座飛行中這種尿收集袋是一次性使用的，而在阿波羅飛行中改為可多次使用，并要求這種袋子不僅容易帶上去而且容易取下來。

阿波羅航天員除了帶著尿收集袋外，還要穿著大便收集褲。兩者都穿在液冷通風(fēng)服之外。尿收集袋是系在航天員腰部，穿在大便收集褲外邊。尿收集袋有一根排尿管，無論航天員是穿著航天服或是脫掉航天服，只要把這根管子與飛船的廢物處理系統(tǒng)相接，袋中的尿即被排空。不過如果航天員是在指令艙內(nèi)，這些尿最后都被排放到太空中，但如果是在月面上，這些尿就不能排放到月面上，而應(yīng)該暫時儲存起來。

大便收集褲顧名思義就是一條特制的短襯褲，褲內(nèi)有一個裝大便的塑料袋，航天員的大便就是拉在這個塑料袋里。但在失重條件下使用這種大便袋有一個嚴(yán)重問題，就是大便處于飄浮狀態(tài)，總是在屁股附近，因此航天員不得不用手將它推開。另外，大便袋旁邊還有一個小袋子裝有殺菌液，航天員大便完后要用手將這個小袋子擠破，讓殺菌液噴灑到整個袋子內(nèi)。大便完后，航天員還要將袋子密封好，儲藏在飛船內(nèi)的特定地方，以便帶回地面來處理。使用這種袋子拉成形的大便還算可以，但如果遇到拉不成形的大便或是拉稀，問題就麻煩了。

在“阿波羅”飛行中為了更好地解決大便問題，航宇局要求航天員在發(fā)射前盡量吃一些低殘渣的食物，同時服用一點(diǎn)通便藥，也就是說在發(fā)射之前盡量將大便排凈；而在飛行期間，除了繼續(xù)吃低殘渣的食物外，還服用一點(diǎn)減少腸蠕動的藥或止瀉藥，以減少排便次數(shù)。

航天飛機(jī)和空間站上的廁所

與載人飛船上的個人衛(wèi)生設(shè)備相比，航天飛機(jī)和國際空間站上的個人衛(wèi)生設(shè)備真是“鳥槍換炮”。在航天飛機(jī)和國際空間站上，美國航宇局為航天員設(shè)立了廁所，航天員在這種太空廁所內(nèi)不再使用尿收集袋和大便袋，而是使用太空馬桶。在航天飛機(jī)飛行中，如果不是在發(fā)射和返回著陸階段，航天員是不穿航天服的，因此可以像在地面上一樣上廁所。在航天飛機(jī)上，太空廁所位于軌道飛行器乘員艙的中層甲板上。廁所有兩道門，門上都掛有門簾，由于航天員中有男有女，這樣就給航天員提供一個保護(hù)隱私的空間。

太空廁所中安裝的馬桶與地面上使用的也不一樣。由于太空是失重環(huán)境，水不會往下流，因此不能使用抽水馬桶，而是使用“抽氣馬桶”。這種“抽氣馬桶”是靠氣流將大小便帶走，因此使用這種馬桶時，屁股一定要跟馬桶的邊緣貼緊，使馬桶內(nèi)完全密封。如果密封不嚴(yán)，里面的氣流就無法將糞便帶走。

在“抽氣馬桶”內(nèi)大小便是分開收集的。馬桶的前端有一個漏斗狀的適配器，可以將小便收集和輸送到小便桶中?！俺闅怦R桶”不分男女，但適配器則分男女。

在太空拉大便不是一件容易的事情，航天員必須經(jīng)過專門的訓(xùn)練。因?yàn)橹醒肟椎闹睆街挥?0厘米大，航天員必須將肛門對準(zhǔn)中央孔，將大便拉出來，才算操作成功。為了訓(xùn)練航天員拉大便，美國約翰遜航天中心還專門設(shè)計了一個馬桶訓(xùn)練器。在訓(xùn)練器的馬桶內(nèi)裝有一臺電視攝像機(jī)，當(dāng)航天員坐在馬桶上時，通過電視，可以看到自己的肛門是否對準(zhǔn)中央孔。通過訓(xùn)練，航天員一定要記住自己屁股與馬桶座部的相對位置。航天員大便時，如果不注意未將屁股對準(zhǔn)中央孔，大便就可能從馬桶中飄出來，在艙內(nèi)到處亂飛，就像“天女散花”，太空生活可就成了一場災(zāi)難。

2007年美國航宇局作出一項驚人決定，花1900萬美元購買俄羅斯的太空廁所。這個廁所將于2008年送到國際空間站上，準(zhǔn)備安裝在國際空間站的美國站艙內(nèi)。在新廁所啟用之前，所有航天員都是使用安裝在俄羅斯站艙內(nèi)的一個太空廁所。美國航宇局的官員說，訂購新廁所的原因并不是原來的廁所不夠用，而是為了節(jié)約用水。新廁所的最大優(yōu)點(diǎn)是可以將尿和其它廢水經(jīng)過處理，變成可飲用水。因?yàn)樵谔眨倪\(yùn)輸費(fèi)用是非常昂貴的，如果能將尿和廢水變成可飲用水，這將節(jié)約很大的一筆費(fèi)用。因此盡管從俄羅斯購買太空廁所比較昂貴，但是從長遠(yuǎn)來看還是合算的。至于為什么要從俄羅斯購買，航宇局的官員說，如果我們自己研制和設(shè)計，不僅費(fèi)用更高，而且由于研制周期長，不可能近期提供給美國航天員使用。

航宇局的“秘密武器”

——強(qiáng)力吸尿褲

航天員在太空飛行期間可以使用太空廁所，但是在航天飛機(jī)發(fā)射和著陸以及在太空行走期間，航天員又是使用什么東西解決大小便問題？

現(xiàn)在在美國，無論是男航天員或是女航天員，在航天飛機(jī)發(fā)射和著陸以及在太空行走期間，都穿著一種稱為“強(qiáng)力吸尿褲”的短襯褲，以解決小便問題。當(dāng)航天員需要小便時，直接將小便尿在強(qiáng)力吸尿褲上，等回到地面上或是回到氣閘艙以后，將這種褲子扔掉即可。航天飛機(jī)發(fā)射前，航宇局發(fā)給每名航天員三條強(qiáng)力吸尿褲，一條在發(fā)射時穿用，一條在著陸時穿用，還有一條留作備用。航天員在太空行走前，也要穿上這種褲子，一般是貼身穿，穿在液冷通風(fēng)服的里面。這種強(qiáng)力吸尿褲外形像普通的運(yùn)動短褲，不過它有極強(qiáng)的吸水能力，一條褲子能吸附2升多的尿。這種褲子能強(qiáng)力吸尿的原因是褲內(nèi)縫有一層稱為聚丙烯酸鈉的化學(xué)織物，這種化學(xué)織物能吸附比自身重量重一千倍的水。1988年美國女航天員開始穿用這種強(qiáng)力吸尿褲，后來男航天員也跟隨穿用，因?yàn)槟行源┲埠苁孢m，尿也不會溢漏出來。據(jù)說在上世紀(jì)80年代，美國航宇局為航天員訂購了3200條這種強(qiáng)力吸尿褲，至今尚未用完。

一般人只知道航天員在太空行走時穿這種強(qiáng)力吸尿褲，實(shí)際上在航天飛機(jī)準(zhǔn)備起飛時，航天員是半躺在座椅上的，這時下肢抬高，頭在下面。由于這種姿勢會給大腦一種人體胸部充血的感覺，從而反射性的增加排尿。因此航天員一般在這種時候都想要上廁所，所以這時他們也需要穿這種褲子。

在美國航宇局公開發(fā)表的文獻(xiàn)里，男航天員在太空行走期間是使用尿收集裝置，而女航天員則是穿一種一次性使用的能吸尿的短褲樣的東西，從來沒有提到“強(qiáng)力吸尿褲”這個名詞。一直到2007年2月，美國女航天員麗薩·諾瓦克因犯謀殺情敵罪被捕，人們才知道航宇局有強(qiáng)力吸尿褲這種東西，并將它簡稱為“太空尿褲”。麗薩·諾瓦克為了去謀殺情敵，曾驅(qū)車1440千米，連續(xù)駕駛14個小時，途中沒有一次停留。當(dāng)記者問她難道途中連廁所也不上？她說她身上穿著強(qiáng)力吸尿褲。自此美國公眾才知道他們的航天員在太空行走中身穿這種“神奇”的太空尿褲。不久，這種尿褲很快成為商品，在商店里即可購買到。特別是當(dāng)女士們要到國外旅游，國外有些旅游景點(diǎn)廁所很少，而且又不太衛(wèi)生，如果穿上這種尿褲，可以一天不用上廁所，這就給女游客帶來極大的方便。

太空廁所的未來

21世紀(jì)人類要飛往火星和太陽系的其它天體，進(jìn)而還要在火星上建立臨時性基地和永久性基地，也就是說要在火星上長期生活下去。人類要在火星上長期生存，首先要解決呼吸用的氧氣問題，其次是飲水問題，最后是吃飯問題。而這些東西必須自給自足，不能依靠來自地球的補(bǔ)充供應(yīng)。這是因?yàn)閺牡厍虻交鹦?，路途遙遠(yuǎn)，飛行過程中又有很大的風(fēng)險，將所有這些生活必需品從地球運(yùn)上去，所需費(fèi)用將是天文數(shù)字。

為了保證人類在火星上能長期生存，科學(xué)家正在研制一種非常先進(jìn)的生命保證系統(tǒng)，即生物再生式生保系統(tǒng)。這種系統(tǒng)實(shí)際上就是一個小型的生物圈，其工作原理就是利用綠色植物的光合作用，凈化二氧化碳，放出氧氣，生產(chǎn)糧食。利用微生物處理廢物和廢水，利用植物的蒸騰作用使廢水凈化。這樣既處理了航天員產(chǎn)生的廢物，又為人體提供了氧氣、水和食物。盡管這種生物再生式生保技術(shù)的復(fù)雜程度和難度是空前的，它需要的空間、質(zhì)量和能量消耗都是相當(dāng)大的，但是要想建立火星基地，提供大批人員生命活動的必需物質(zhì)，除了依靠這種技術(shù)，別無選擇。

現(xiàn)在美國、俄羅斯、歐洲空間局、日本和我國都在開展這方面的研究工作。美國從2002年就正式開始研究這種生物再生式生保系統(tǒng)，并將一直持續(xù)到2016年以后，到時將實(shí)現(xiàn)95%的糧食生產(chǎn)和95%的固體和液體廢物的回收利用。