据外媒10月12日报道,有人又对太空时代提出了一个老问题:宇航员如何在太空中上厕所?主要时由于太空中缺少重力,所以这是人类在地球以外生活最基本且具有挑战性的问题。
在诺斯罗普·格鲁曼公司的第14次补给任务中,美国航空航天局向国际空间站发射了一种新的太空厕所——通用垃圾管理系统(UWMS)。它被工作人员安装在了“猎户座”上,用于“阿尔特弥斯2号”(Artemis II)的飞行测试,该测试的主要任务是将把宇航员送往月球10天后并返回月球。
UWMS中的“通用”是关键,它的中心设计概念是可以很容易地集成到不同的航天器和生命支持系统中。在宇航员长时间生活和工作的空间中,UWMS可以把预处理过的尿液送入再生系统,再生系统将对水进行再循环以供进一步使用。对于较短时间的任务,如Artemis II, UWMS还可以与另一个系统合作,在这个系统中只将废物储存起来以便处置,而不经过化学预处理。
该厕所的设计是为了满足宇航员关于舒适和使用方便的反馈,最终的太空厕所将比目前的空间站厕所小65%和轻40%,并将空间站水系统其他组件进行改进整合,使更多的尿液循环利用。
长久以来,大自然一直在循环利用地球上的水,而美国国家航空航天局目前正在国际空间站上完善如何在太空实现这一过程。在连续运行数年的过程中,水回收系统从多个来源吸取水分,不断为宇航员提供安全、清洁的饮用水。
NASA宇航员杰西卡·梅尔解释说:“我们回收了空间站上90%的水基液体,包括尿液和汗液,我们正试图在空间站上模仿地球自然水循环的元素,从空气中回收水份和尿液,以做到今天的咖啡就是明天的咖啡!”
对于减少从地球发射补充水的需求,空间站上的再生生命支持系统起着至关重要的作用。最初的月球任务持续时间会更短,所以这些复杂的系统可能没有必要。然而往返火星的任务将需要大约两年的时间,而且将没有机会填补水供应。NASA的目标是在首次载人火星运输任务之前达到98%的回收率。目前,空间站是唯一一个验证长期生命维持和回收系统的空间测试地点。
太空厕所是如何运作的?在没有重力的情况下,太空厕所利用空气流将尿液和粪便从人体中拉出并放入适当的容器中。UWMS的一个新功能是,当马桶盖打开时,自动启动气流,这也有助于控制气味。
受大众宇航员的要求,它还包括一个更符合人体工程学的设计,需要更少的清理和维护时间,利用更耐腐蚀更耐用的部件,以减少在规定的时间表之外的维护可能性。花在探测上的时间越少,就意味着宇航员有更多的时间花在科学和其他重点探索任务上。
机组人员使用一个特殊形状的漏斗和软管来排尿,座椅用于排便。漏斗和座椅可以同时使用,反映女性宇航员的反馈。UWMS的座椅可能看起来小而尖,让人不舒服,但在微重力下,它是理想的。它提供了理想的身体接触,以确保所有东西都在它应该去的地方。
太空望远镜包括足部固定装置和用于防止宇航员漂浮的把手。每个人在“行走”时的姿势都不一样,而宇航员一致的反馈表明,传统的大腿束带会造成麻烦。
厕纸、湿巾和手套被放在防水袋中处理。在单个水密袋中的固体废物被压实在可移动的粪便储存罐中。少量的粪便罐会被送回地球进行评估,但大多数会被装载到一艘货船中,在进入地球大气层时被烧掉。目前,粪便还没有经过处理以回收水,但美国宇航局正在研究这种能力。
在太空中,水循环的每一个部分都是生存的关键,而技术的进步可以对任务的效率和成功产生关键的影响。当我们准备与阿尔特弥斯一起将人类送回月球,并期待首次人类火星任务时,生命支持系统将发挥重要作用,以确保我们的宇航员在比以往任何时候都更远离地球的地方生活、工作和学习时的健康和安全。
