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在地球上，上廁所解決大小便的問(wèn)題是輕而易舉的事。但是到太空，要解決大小便的問(wèn)題就不那么容易了：不僅要配備專門、昂貴的廁所系統(tǒng)，而且人體的內(nèi)臟在失重狀態(tài)下不能像在地球上一樣從容地工作，排便動(dòng)力不足，在太空中排泄可是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)的活動(dòng)。

太空廁所的歷史

50 多年前，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的阿波羅計(jì)劃將人類太空飛行帶入了一個(gè)新高度，進(jìn)行了多次開(kāi)創(chuàng)性的飛行并成功載人登月。盡管阿波羅計(jì)劃創(chuàng)造了歷史，但阿波羅號(hào)的宇航員們卻沒(méi)有太空廁所可用。當(dāng)時(shí)的宇航員將排泄物排入一條“便溺管”（由于NASA當(dāng)時(shí)只雇傭男性宇航員。因此這條便溺管只設(shè)計(jì)給男性使用），然后密封在一個(gè)袋子里，宇航員們必須將袋子揉捏并卷起來(lái)，然后帶回地球進(jìn)行檢測(cè)。

在NASA 的航天飛機(jī)計(jì)劃中，宇航員終于有了廁所。航天飛機(jī)的廁所被稱為“廢物收集系統(tǒng)”（Waste Collection System，簡(jiǎn)稱WCS）。該系統(tǒng)使用旋轉(zhuǎn)扇葉將固體廢物分散在容器中，之后將容器暴露在真空中使其干燥。

隨著空間站的出現(xiàn)，宇航員在太空上吃得越來(lái)越好，排便的需求再也不能夠被輕視，那種粘在屁股上的收集袋是時(shí)候淘汰了，馬桶開(kāi)始進(jìn)入宇航員的太空生活當(dāng)中。在國(guó)際空間站上，宇航員們有兩個(gè)廁所可用，分別設(shè)置在俄羅斯的“星辰”號(hào)服務(wù)艙和美國(guó)的“寧?kù)o”號(hào)節(jié)點(diǎn)艙。到2009 年，空間站的“太空人”從3 人增加到6 人，所以需要增加一套廁所。NASA 決定，斥資1900 萬(wàn)美元為國(guó)際空間站購(gòu)置一套俄羅斯制廁所系統(tǒng)。廢液經(jīng)過(guò)蒸餾、過(guò)濾、氧化、電離等一系列凈化程序，各類有機(jī)成分和漂浮物基本上都被清除干凈，特別是最后一個(gè)步驟還加入了碘，可以控制水中的微生物，因此凈化后的水完全可放心飲用。這種設(shè)備可把國(guó)際空間站內(nèi)每天產(chǎn)生的廢液在不到24小時(shí)內(nèi)處理完畢。

價(jià)值1.6 億元人民幣的太空新廁所

不久前，NASA 宣布，即將向國(guó)際空間站發(fā)射一個(gè)新太空廁所供宇航員進(jìn)行試驗(yàn)，該廁所成熟后將被用于美國(guó)未來(lái)的登月和火星任務(wù)。新廁所名為通用廢物管理系統(tǒng)（UWMS），從2014 年開(kāi)始研制，耗資達(dá)2300萬(wàn)美元，約合人民幣1.6億元。NASA 之所以花重金研制新型UWMS 太空廁所，是因?yàn)閷?duì)于漫長(zhǎng)的火星登陸任務(wù)來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)太空廁所已經(jīng)無(wú)法滿足要求。

地球與火星之間的最近距離是5500 萬(wàn)千米，即便在最佳窗口期發(fā)射火箭，載人飛船也要飛行7個(gè)月才能進(jìn)入火星軌道。雖然現(xiàn)有太空廁所在便容器內(nèi)添加防臭木炭并將其裝袋儲(chǔ)存在飛船上的標(biāo)準(zhǔn)做法仍然可以正常進(jìn)行，但對(duì)于漫長(zhǎng)的火星飛行任務(wù)而言，糞便會(huì)占用太多重量，NASA 工程師估計(jì)，一次火星任務(wù)就能至少產(chǎn)生270 千克固體廢物。此外，糞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(shí)仍使用傳統(tǒng)太空廁所，就會(huì)出現(xiàn)對(duì)外星球造成生物體污染的危險(xiǎn)。因此NASA為UWMS 新太空廁所制定了兩大設(shè)計(jì)目標(biāo)：一是收集和處理宇航員的尿液，變成循環(huán)利用的再生純凈水；二是將含水量75%的固體廢物進(jìn)行脫水處理，一方面使其不具有微生物活性，避免污染外星球，另一方面大幅降低其重量與體積并重新利用其中的水分。UWMS 新太空廁所比目前空間站上的廁所小65%，重量減輕了40%，并且可以方便塊頭更大的宇航員使用。改進(jìn)后的尿液處理系統(tǒng)能將更多尿液變成純凈水。固體廢物則會(huì)裝入儲(chǔ)存罐儲(chǔ)存，最后集中被貨運(yùn)飛船帶回，其中大多數(shù)在飛船進(jìn)入地球大氣層前被拋棄燒毀，少數(shù)會(huì)被帶回地面進(jìn)行評(píng)估。

宇航員大小便訓(xùn)練

在太空失重的環(huán)境下，大小便是一個(gè)比較麻煩、復(fù)雜的事情。失重環(huán)境使人和物都失去了重量，大小便時(shí)稍用力，人便會(huì)“飛出去”。無(wú)論是宇宙飛船，還是航天飛機(jī)或國(guó)際空間站，機(jī)艙空間都非常有限，一旦處理不好，會(huì)弄得臭氣熏天。如果不按規(guī)定上廁所，大小便因失重會(huì)從馬桶中飄出來(lái)，在座艙內(nèi)到處飛舞，就好像“天女散花”，那將成為一場(chǎng)災(zāi)難。同時(shí)，在太空中，由于身體飄浮不定，加上心理因素，許多宇航員都有解不出大小便的經(jīng)歷，所以在地面時(shí)，必須對(duì)宇航員進(jìn)行上廁所訓(xùn)練，這也是宇航員訓(xùn)練的重要科目之一。

太空廁所的外觀雖然不是非常離譜，但的確與普通廁所有較大差別。其中，抽水馬桶設(shè)計(jì)最為復(fù)雜，如果設(shè)計(jì)不好，大小便會(huì)從馬桶中飄出來(lái)，在座艙內(nèi)到處飛舞。所以，在介紹宇航員上廁所訓(xùn)練之前，先了解一下太空廁所與地面廁所的不同之處吧。

在地面的廁所不需要什么固定身體的裝置。在太空，為了防止宇航員上廁所時(shí)會(huì)“飛走”，采用了一套固定裝置。固定裝置包括踏板及固定鞋的裝置，此外馬桶的兩側(cè)各有一個(gè)把手，宇航員需要方便時(shí)，便飄到馬桶上，將兩個(gè)把手向內(nèi)拉，讓它們像銬子一樣銬住自己的大腿，排便時(shí)人就不會(huì)飄走了。

空間站的老廁所

男女宇航員的小便裝置各不相同，實(shí)際上女性小便裝置更簡(jiǎn)單，易于操作。她們可以直接將小便裝置接觸身體進(jìn)行使用，相比之下，男宇航員使用時(shí)就比較困難，他們必須將小便裝置接近身體，以便收集尿液，但又不能非常接近，避免吸入裝置對(duì)男性生殖器官構(gòu)成傷害。小便后用水沖洗，并用殺菌劑控制臭氣和細(xì)菌。大便時(shí)使用一個(gè)口徑較小的馬桶，所謂“抽水馬桶”實(shí)際上是“抽氣馬桶”——因?yàn)轳R桶內(nèi)不使用水，而是用氣。馬桶本身就像一個(gè)真空吸塵器，利用空氣壓力把固體排泄物吸走。大便袋中的大便經(jīng)壓縮處理，暫時(shí)存放在鋁容器中，最后被帶回地球。馬桶的一側(cè)有一個(gè)控制桿，能開(kāi)、關(guān)馬桶的蓋板和吸孔。馬桶用真空吸塵器來(lái)清潔，用活性炭空氣過(guò)濾凈化系統(tǒng)來(lái)除去臭味。

宇航員地面訓(xùn)練的第一個(gè)內(nèi)容是固定自己，這種固定必須按次序進(jìn)行：首先固定好鞋，然后固定好下身，雙手握住馬桶兩邊扶手，最要緊的是屁股必須與馬桶邊緣貼緊，使馬桶內(nèi)部與外邊完全密封。第二個(gè)訓(xùn)練的內(nèi)容是大便訓(xùn)練。在地球上我們使用的是直徑30～45 厘米的馬桶座圈，但是在太空，航天員在大便時(shí)，肛門必須設(shè)法對(duì)準(zhǔn)直徑只有大約10 厘米的一個(gè)小開(kāi)口，以確保他們?cè)谧麓蠼鈺r(shí)，不會(huì)有糞便弄到外面。為了訓(xùn)練宇航員在如廁時(shí)肛門對(duì)準(zhǔn)馬桶口，NASA 設(shè)計(jì)了一種內(nèi)部帶有攝像頭的廁所，馬桶上裝有監(jiān)控?cái)z像頭，鏡頭朝上。宇航員必須通過(guò)監(jiān)控，實(shí)時(shí)觀看自己的如廁過(guò)程，糾正自己不正確的姿勢(shì)，從而訓(xùn)練如何正確使用坐便器。

太空廁所出故障了怎么辦

家里的馬桶堵了就夠鬧心的了，如果太空上的廁所壞了那會(huì)更糟糕。頻頻發(fā)生的廁所故障讓如廁問(wèn)題成為宇航員在太空生活中最為尷尬的困擾之一。

2019 年2 月1 日，國(guó)際空間站美國(guó)“寧?kù)o”號(hào)節(jié)點(diǎn)艙的衛(wèi)生間出現(xiàn)漏水狀況，宇航員斷開(kāi)連接衛(wèi)生間的供水管道，不過(guò)，仍有液體從管道中泄漏，超過(guò)10 升的液體進(jìn)入艙內(nèi)。宇航員使用站內(nèi)所有毛巾收集液體，在微重力環(huán)境下，該項(xiàng)清理工作較為復(fù)雜。幸運(yùn)的是，漏出的液體對(duì)國(guó)際空間站電子設(shè)備的運(yùn)行沒(méi)有造成影響。

2019 年11 月，國(guó)際空間站上有6 名宇航員，來(lái)自俄羅斯、美國(guó)和意大利。因?yàn)榭臻g站上有兩個(gè)廁所，本來(lái)不會(huì)遇到“如廁難”的問(wèn)題，但兩個(gè)廁所同時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題：美國(guó)艙段的廁所因指示燈出故障，已無(wú)法使用；俄羅斯艙段的廁所則因存儲(chǔ)箱滿溢不能使用，宇航員不得不使用紙尿褲。事故發(fā)生時(shí)，宇航員本希望安裝新的雙隔間外層，以便將衛(wèi)生間分隔開(kāi)。結(jié)果飲用水系統(tǒng)的連接點(diǎn)出現(xiàn)了脫離，系統(tǒng)中泄漏了大約2.5 加侖的水。值得慶幸的是，宇航員們對(duì)模塊系統(tǒng)進(jìn)行了評(píng)估，在水被清理后發(fā)現(xiàn)沒(méi)有造成任何損壞。