11月2日,神州十三號翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員太空起床洗漱的視頻,引發了網友的廣泛關注。很多人好奇,6個月的飛行中,如廁問題怎么解決?
關于如廁問題,航天員也曾有過奇遇。1961年,宇航員艾倫·謝潑德要執行一個15分鐘的飛行任務,但在即將點火升入太空的時候,他突然想尿尿,于是就向地面指揮中心多次申請,能不能直接尿在太空服里,上演了一幕“在線等!挺急的!”太空服一旦進水,里面電子設備的功能勢必會被影響。但人有三急,地面指揮中心也只能同意,讓他先把宇航服內的監測儀器關掉再尿,后用氧氣循環系統風干。
無獨,有偶,另一次太空如廁奇遇更加讓人啼笑皆非。
1969年,在阿波羅10號上的三位航天員發生了如下對話。
托馬斯:快給我張手紙,這里有坨“翔”飄在空中!
約翰:不是我干的,這坨“翔”不是我的。
尤金:我也不覺得這坨“翔”是我的。
這就是飛“翔”事件,可見航天員不是那么好當的。
在失重的太空中,宇航員在飛行中的“如廁”問題亟待解決。人類載人航天探索初期,飛行任務不會太久,所以經常通過食用低殘渣飲食、飛行前做腸道清潔等方式來避免如廁。隨著飛行時長的增加,如廁問題難以避免,于是阿波羅飛船上的宇航員開始使用糞便收集袋,使用時用膠布把收集袋粘在屁股上,使用后加入殺菌劑密封并均勻揉搓,以免糞便產生的氣體使袋子爆炸。宇航員在太空停留的時間越來越長,繼糞便收集袋、尿液收集袋之后,華人唐鑫源發明了太空紙尿褲,可以讓航天員在10個小時之內不用脫去宇航服,內部解決“方便”問題。
盡管這樣,航天員的如廁需求仍未得到滿足,于是太空馬桶應運而生。太空抽氣馬桶的首要目的就是在失重條件下控制住便便和尿液,讓它們不要到處“飛翔”,這可是個技術活。曾經某款太空馬桶的開口僅10厘米,開口之所以這么小是為了保證馬桶的密封性,避免自由飛“翔”,甚至還為此開發了一套攝像系統,讓宇航員實時監控自己屁屁的位置,提高如廁準確度。別看這種太空馬桶如此不好使,內部結構可是相當復雜,內部還配備了尿液分流器、糞便壓縮干燥器、臭味抑制器和細菌過濾器等設備,技術含量很高。現在據說還出現了能夠在如廁后吹干屁股的吹風機,考慮的算是相當周到了。
航天員的另一種排泄物:氣體,也需要用太空馬桶解決。由于屁的成分中含有甲烷、氫氣等可燃氣體,如果直接排放,不僅難聞,還有風險。因此,航天員如果想要釋放氣體,也得使用抽氣馬桶。
我國在神舟5號首次載人上太空時,由于逗留時間短,航天服里配備的還是類似尿不濕的小便收集裝置,到了神舟6號就有了類似太空抽氣馬桶的大小便收集器。現在,我國空間站也配備了自主研制的專屬太空馬桶,根據男女航天員的不同生理結構特點設計,可以在風機作用下,產生穩定、可靠的氣體流場,從而在微重力環境下實現排泄物的收集,這說明我們在“太空如廁技術”方面已經達到了先進水平。
解決了如何如廁的問題并不算完,還得考慮如何處理產生的排泄物。神舟13號的3名航天員將在太空中生活上6個月,這期間產生的排泄物總量是相當大的。一般來說,人每天平均需要排便150~200克,排尿1500~2000毫升。咱們取個中值,按每天排便175克,排尿1750毫升計算,3名航天員在6個月時間里總的排便量將達到94.5公斤,排尿量更是達到了964公斤(尿比重按1.02)。即便考慮到航天員吃的可能是低殘渣飲食,排便量較少,但尿液是不太可能能減少的,排泄物總量還是大概率會超過1000公斤。糞便,會被真空干燥處理。排出其中的水分,剩下的固體物質將被帶回地球,或是由貨運飛船在返回時在大氣層中燒毀,化作流星般的煙火。
早期,尿液,是直接排出艙外的,在外面形成尿晶體,這種太空垃圾就如同高速子彈,對于飛船是存在隱患的。因此,現在,我國空間站配備了尿處理子系統和凈水器,會先對尿液進行處理,回收尿液中的水分,因為水在太空中是一種寶貴的資源,水的純凈程度可達到飲用水平。航天員不僅可以喝這些水,還能夠拿來制氧。實現水源循環利用的同時,減輕了物資運送的負擔和成本。
“三急”問題都已解決,大家可以放心了!祝愿三位英雄:順利完成任務,凱旋而歸!