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冷知识：宇航员在太空中如何排便？

晰数塔互联网快讯
2022-05-27 18:00

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编者按：2022 年 4 月，中国神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。在为期六个月的太空生活中，宇航员排便问题可能会引起一部分人士的好奇。这篇文章来自编译，作者在文中分享了美国有关专家针对宇航员太空排便问题的研究内容。

图片来源：Nuttawut Rungmanaset (Shutterstock)

近年来，有关太空的新闻数不胜数，经常占据各大新闻头条。许多亿万富翁竞相展开“太空竞赛”，多位名人都乘载火箭开启了太空之旅，美国政府前不久还公布了 1500 页与 UFO 相关的秘密报告。

太空旅行时代或许很快就可以到来，但我们早已进入对太空充满好奇的时代。无论你是否能够搭乘旅行火箭，居住在电影《超时空少女》（Zenon: Girl of the 21st Century）主角所生活的空间站，或者只是在相对舒适的地球上阅读到有关太空的新闻，你可能都会产生许多疑问。其中一个问题可能就是：宇航员在太空中究竟怎么上厕所？

太空探索计划复杂，并且随着气候灾难的恶化，它也变得愈加重要，在此背景下，思考上厕所的问题似乎显得低俗或者幼稚，但我们认为提出问题十分合理。在这篇文章中，我们也将为大家揭晓这个答案。

在太空中上厕所的主要障碍是什么？

引力是这个问题的核心，更确切地说，在太空中上厕所的主要障碍是太空中缺乏引力。引力的概念并不复杂，众所周知，它是一种把物体拉向星体的力。这是物理学中的知识，我们都有所了解。

太空中的引力较小，任何物体都会漂浮起来，包括人类。任何没有固定在表面的物体都会漂浮起来，因此，我们不难理解，为什么许多视频中，宇航员在睡觉的时候会钻进奇特的睡袋装置，而睡袋则通过外用袋子或拉锁与舱体结构连接固定在一起。

行星科学家坦娅·哈里森博士（Dr. Tanya Harrison）在接受美国著名新闻博客 Gawker Media 公司旗下的独立博客网站 Lifehacker 采访时表示，在空间站上，宇航员处于一种“微重力”状态。他们距离地球仍然不算太远，能够受到地球引力的影响，但他们主要还是处于“失重”状态。（哈里森说，有趣的是，尽管宇航员的尿液基本上“漂浮”在其膀胱内，但根据多位宇航员的描述，他们仍然会像在地球上一样产生尿急的感觉。）

而更糟糕的是，粪便也会漂浮起来。目前为止，进入太空的大多数人都是地球上的天资超群者，他们接受了多年的训练与学习，具备在太空中探索并实现重大发现的能力。因此，在展开如此重要的工作时，有粪便漂浮在自己身边，不仅会分散注意力，而且对宇航员而言，实属有失尊严。

哈里森提到，1969 年阿波罗 10 号（Apollo 10）载人飞行任务期间就出现过这种情况。根据这次飞行任务的官方记录，指挥官汤姆·斯塔福德（Tom Stafford）说，“空中漂浮着一团粪便。”在清理这团粪便时，几位宇航员针对这到底是谁的粪便这一问题还展开了争论。直至今日，这一谜团仍未解开。

宇航员在这方面的研究也为日后太空旅行甚至太空定居奠定了基础。如果人们都认为粪便会在空间站里漂来漂去，那肯定很难说服他们购票飞入太空。但事实上，我们完全不用担心这个问题，自 1969 年以来，空间站里的厕所系统已经得到了明显改善。

宇航员如何在太空中排小便？

你不是第一个对此感到疑惑的人。事实上，早在美国成功地将第一位宇航员送到月球之前，一些伟大的思想家就已提出了这个问题。

哈里森表示，经常有人向她提出这个问题，提问者涵盖了各个年龄段，每个人都迫切地想要知道答案，毕竟，无论在什么情况下，排便问题都是我们必须面对和经历的问题。不是每个人都有机会感受到成为天体物理学家是一种怎样的体验，但每个人都知道想上厕所是一种怎样的体验。这可以说是人类生活中的一种平衡哲学。

纽约州立大学布法罗分校（University at Buffalo）行星火山学专家特雷西·格雷格（Tracy Gregg）在 2021 年发表了一篇解释宇航员如何上厕所的文章。

她在文章中指出，1961 年，艾伦·谢泼德 (Alan Shepard）成为第一个进入太空的美国人，他在实现这一历史性突破的时候，穿着“潮湿的内裤”，因为任务控制中心建议他直接在太空服里小便。对于谢泼德来说，这一体验肯定很糟糕，但至少他成功地完成了任务，并且获得了超高的声望。如今，很多人都会进入太空，长时间待在空间站，也就必须解决排便问题。

格雷格说，国际空间站现在已经有一个马桶，并且近年来已经对它完成了重新设计。2000 年，国际空间站首次启用了马桶，但当时的马桶只适合于站立小便，如果不借助专门的设备，就很难上厕所。在这篇文章中，我们将不具体探讨它涉及的性别歧视问题，但我们都可以向这个设计翻个白眼。

2018 年，美国国家航空航天局（NASA）斥资 2300 万美元改善太空厕所条件，设计了一套特殊的真空系统。该系统末端有一个带有漏斗的软管。它是否能像在地球上坐在马桶上或站在马桶前上厕所一样便利？这取决于你对便利的定义和要求，我们认为，这个系统无疑具有新颖性。

宇航员又如何在太空中排大便？

大便可能就有所不同。前文提到的耗资 2300 万美元的真空马桶具有处理固体废物的特殊功能。事实上，它看起来很像普通的马桶，并设有一个可以升高的座椅。整个厕所空间里，还设有把手和稳固装置，因此任何厕所使用者在排便过程中都可以握住把手并让自己固定在原处，从而避免在这一过程中漂浮起来。（你能想象吗？）一旦宇航员打开马桶盖排便，马桶就会开始抽吸，所以粪便不会从里面飘出来或散发臭味。

“这可不是什么光彩的过程。”哈里森说，“如果你曾经在露营的时候使用过坑式厕所或者类似的装置，你就会发现太空中的这套系统就有点类似于露营。你可能会以为太空中的厕所系统是一套超级未来主义的系统，但事实上，它并没有达到那种程度。”

哈里森还提到，太空马桶要比我们在地球上使用的马桶小得多，除了抽吸功能外，里面还有一个小袋子。宇航员排便之后，可以将袋子封起来，然后用一种棍状物把这个袋子“塞进一个看起来像是啤酒桶的装置”，等待进一步的处理。

早在 NASA 斥巨资改善太空厕所系统之前，宇航员则主要通过在大腿上捆绑绳带的做法，让自己稳固地坐在存在性别偏见的马桶上。正如格雷格所说，“它的效果并不是特别好，而且很难保持清洁。”

值得注意的是，这个问题并不会影响那些搭乘商业火箭开启短期太空之旅的人，真正影响的只是在空间站的宇航员。空间站也是人类迄今为止唯一长时间生活在太空中的地方。因此，之前的有关新闻，比如理查德·布兰森（Richard Branson）或杰夫·贝佐斯（Jeff Bezos）先后搭乘商业火箭短暂上太空时，上厕所都算不上是重要问题。

排泄物在太空中何去何从？

如果你曾开房车外出露营或在音乐节上使用过便携式便盆，你可能想过这些排泄物被收集后究竟到哪里去了。现代下水管道的最美妙之处在于，除非你是从事这一行业的人员，或者家里的下水管道出了问题，否则你根本不需要考虑排泄物被冲走后去了哪里。这种时候，不知情便是一种幸福。

但事实上，排泄物终究会到达某个地方。摇滚乐迷可能知道发生在 2004 年的“大卫马修乐团（Dave Matthews Band）芝加哥河事件”。当年，该乐团正在美国各地巡回演唱。到了芝加哥的金齐街桥（Kinzie Street Bridge）时，司机为了减轻车辆重量，将乐团之前巡回演唱期间排泄的大约 800 磅（约 363 千克）排泄物从旅游巴士的化粪池倾倒到了芝加哥河的一艘观光船上。更直白一点，观光船上的游客经历了一场粪便浴。

针对排泄物的处理，在不同国家和地区，有各种各样的法律规定。直接将化粪池里的排泄物倒进排水沟或河流可能会导致极大的危害性。例如，房车司机就知道在清理化粪池时要前往指定的垃圾站。

那么，在太空中又该怎么处理粪便问题呢？太空中不存在可能会受到污染的河流。真空马桶是否直接将排泄物排到了巨大的未知宇宙中，永远漂浮着，吸引外星人呢？

对此，问题答案可能比这个假设还更糟糕：宇航员的小便将被回收起来，然后会通过一定的技术将其处理成干净的饮用水。格雷格表示，许多宇航员甚至对此调侃道，“今天的咖啡就是明天的咖啡。”这一切都是以科学的名义而展开的！

哈里森说：“如果人类开始在月球或火星上居住，或展开有关深空任务，那有些问题就不能忽视。毕竟，我们无法随身携带所有需要的水，因此只有尽可能地回收利用。”

尽管如此，她也承认道，“即使作为一名科学家，这也让我有点恶心。我肯定必须克服这个心理障碍，比如暗示自己在此时此刻手中拿的只是水而已，而不去想这个水到底是哪里来的。”

至于大便，虽然可以带回地球进一步研究，但通常对其的处理方式都是焚烧。前文中提到，大便会被吸入可以密封的袋子里，并且和手纸及手套等物品一起密封储藏，然后再转移到货运飞船。这一工作大约每 10 天循环一次，具体责任则落在“当周倒霉的宇航员”身上，由宇航员负责所有相关的清洁打包工作。

最后，这些排泄物会连同其他垃圾随着货运飞船进入大气层，且工作人员通常都会控制它在无人区上空烧毁。总之，这比大卫马修乐团处理其排泄物的方式要得体得多。

译者：俊一