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3名航天员半年产生400斤排泄物,里面含22类有害物质,都去哪了?

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研究数据表明,普通成年人平均每天排便一次,每次约400~500克,粪便中含有大肠杆菌、绿脓杆菌、肉毒杆菌毒素、尸毒、蕈毒碱等22类有害物质,如果是在地球上,粪便经过发酵和无毒化处理后就可以作为肥料循环使用,但是在太空中,显然不具备这样的条件。

那么问题来了,我国3名航天员要在太空中生活工作半年,至少会产生400斤以上的粪便,差不多可以装满一个大行李箱了,这么多粪便该怎么处理?空间站里放得下吗?还是直接丢到太空中?

想要回答这个问题,就不得不提一句太空马桶。

太空马桶,粪便被“深加工”

1993年,美国联合俄罗斯、欧洲航天局、日本、加拿大等16个国家共同建造了国际空间站,作为迄今为止最大的航天工程,国际空间站的设计载人上限是6人,但是最多的时候有9人同时在仓。

这么多人挤在地球上空400公里的密闭舱内,每天吃喝拉撒要产生不少排泄物,如果像以前一样用袋子收集起来存放显然已经不合适,一来没那么多空间,二来无法保护隐私,毕竟有女宇航员在。

因此,美国NASA和俄罗斯RFSA花重金研发出了真正意义上的太空马桶,从构造上看,太空由固定扣/带、多层内胆、多组风机、尿液分流器、粪便干燥压缩器、臭气和细菌过滤器等设备组成。

在使用的时候,风机会自动向内胆输送高速空气流,此时航天员要保证屁股紧贴坐垫边缘,让马桶内完全密封,同时要确保肛门能准确地瞄准直径为10厘米的中心孔,从而确保大便能顺利地被吸走,否则有可能导致泄露,那画面就太美了.....所以在太空中上厕所也是个技术活。

我国的天和核心舱里采用的是自主研发的太空马桶,原理跟上面的类似,但是考虑到男女生理差异不同,我国一口气研发出了两款太空马桶,增加了不少保护隐私的人性化设计,造型也更符合中国人体型。

那么马桶里的粪便怎么处理了?

一般来讲,人类的粪便中有50%到70%是液体,因此为了尽可能地节约资源,太空马桶会对粪便进行固、液分离,液体在复杂的净化后会成为航天员的饮水和生活用水,而固体则会经过消毒杀菌、真空干燥后压缩保存。

有人问,反正太空那么大,为什么不直接把粪便丢出空间站呢?

其实早期的航天员尝试过这样做,但是这种方案很快就被放弃了,因为太空中的平均温度在零下200多度,粪便排出去后就被冻成了一个个的“冰粪”,坚硬地像炮弹一样,万一撞到空间站,那将是毁灭性的打击。

但是有个现实的问题是,就算再“节约”,平均一个人一年还是要排泄一百多斤的压缩粪便,国际空间站从2010年全面投入使用以来也已经有10年时间了,前前后后有来自19个国家的两百多名宇航员在上面工作生活过,至少得积累了有几吨的粪便了吧,空间站能装得下吗?

答案是空间站的粪便会定期焚烧

当然不是在太空里焚烧,而是打包成一个个的小罐子,在货运飞船定期从地球往空间站运送物资时,将罐子交由货运飞船带回地球,然后经过大气层的时候,与空气剧烈摩擦,化为一缕青烟。

所以,当年抬头仰望星空,发现有流星划过,那不一定是真的流星,也有可能是粪便燃烧的余光……

美国NASA辛酸的“粪斗史”:用袋子装粪便

有人说,现在科技那么发达了,就不能研发一种高级的马桶,让宇航员像在地球上一样方便使用吗,事实上,如果你了解之前宇航员与“粪”斗争的历史的话,就会发现,现在的宇航员已经幸福太多了。

人类早期的太空活动,都是乘坐航天飞机的短程旅行,来回都控制在一天以内,为了避免在天上突然“屎意袭来”,航天员在上天之前要进行专业的洗肠,只能尽量少喝水、吃低渣食物,最大限度地减少排泄物的生成,但是即便如此,意外总是时有发生。

比如美国第一位进入太空的宇航员艾伦就曾经创造了一个尴尬的记录,当他坐在即将发射的火箭中等待时,由于过于紧张,尿意大发,不得不在没有任何保护的情况下尿在了裤子里。

无独有偶,阿波罗10号载人飞船在执行载人环月测试飞行任务时,3位宇航员更是经历了人生中最哭笑不得的场景,指令长托马斯刚想午睡,一回头突然发现飞船中有坨屎飘在空中,当场就骂娘了:

托马斯:我的天呐,快给我一张纸,这是谁拉的屎?
约翰:肯定不是我!
尤金:如果是我拉的,应该比这个更软……

在“飞屎事件”之后,如何处理人类在太空中的排泄物成为的NASA的研究重点,后来华裔工程师唐鑫源研发出一种可以吸收1400毫升的强力吸水纸尿裤,才解决了在太空中小便的问题,至于大便,则通过一种特殊的收集袋来回收,这是一个可以粘在屁股上袋子,每次方便后需要放入一种特制的杀菌剂。

据说,美国人第一次登陆月球时,由于返回舱空间非常有限,不得不把96袋人类排泄物留在了上面,万一真的有外星人到访月球,发现这么一堆东西,不知道作何感想。

这样对比的话,现在的航天员实在太幸福了。

从1961年第一次登上太空算起,人类为了解决太空中的排泄物问题,已经足足努力了60年,从刚开始大小便分别收集,到后来简易型马桶,再到如今能够将粪便进行固液分离回收、真空压缩,最后带回地球销毁,已经有了长足的进步,但是我们相信,在未来,一定有更先进的处理办法。

大家有没有好办法呢?

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