“……然后就要穿上一個三角形的黃色塑料尿袋，把陰莖插入其內(nèi)置的橡膠接入口。接入口有三種尺寸（小、中、大），但它們總是以更英雄的說法來稱呼：大號、特大號和巨無霸號?！?/p>

實際上，這種尺寸分類更像是宇航員之間的非正式玩笑，而不是NASA玩的心理把戲。事實上，無論他們的成見或不安如何，宇航員們很快就從經(jīng)驗中學(xué)會應(yīng)該使用哪種尺寸的套管，正如阿波羅9號宇航員拉塞爾·“拉斯蒂”·施韋卡特（Russell “Rusty” Schweickart）后來回憶的那樣：

“在太空服里活動時，總有可能把安全套弄掉，而且我們有三種直徑的套管，不過，選擇哪一種總會帶有一點自尊問題。 當(dāng)然，聰明的人會選擇正確的尺寸，因為這非常重要。 但如果你選得太小，它會實際壓住尿流，你會憋得臉色發(fā)黃，因為根本尿不出來；而如果你因為自尊而選了大號，但你本來應(yīng)該用中號，那么你第一次排尿時，結(jié)果就是一半的尿液不在袋子里，而是在你身上。而那會是你最后一次犯這種錯誤。所以這算是個挺有趣的小教訓(xùn)。”

無論如何，麥克巴倫的UCD首次使用是在1962年2月20日的“水星-阿特拉斯6號”任務(wù)中，在這次任務(wù)中，宇航員約翰·格倫（John Glenn）成為首位繞地球軌道飛行的美國人。在整個三圈軌道飛行中，格倫使用過一次UCD，將756毫升尿液排入收集袋。令人驚訝的是，這比普通男性膀胱容量大出了30%以上——這是微重力對人體生理產(chǎn)生奇怪影響的結(jié)果。通常，重力會將尿液拉向膀胱底部，使膀胱壁逐漸擴張。當(dāng)膀胱約三分之二滿時，神經(jīng)會開始感知這種擴張，并向身體發(fā)出排尿信號。然而在微重力環(huán)境中，尿液傾向于聚成一個球狀，直到膀胱遠(yuǎn)超常規(guī)容量時才開始壓迫膀胱壁。所以從某種意義上說，約翰·格倫的軌道排尿是航天系統(tǒng)工程的一個里程碑——這大概就是為什么自1970年起，他的UCD一直在華盛頓特區(qū)國家航空航天博物館公開展出的原因。

“尿液轉(zhuǎn)移系統(tǒng)”（UTS）。? National Air and Space Museum

雖然如果尺寸不合適或安裝不當(dāng)，有時容易漏尿，但詹姆斯·麥克巴倫設(shè)計的UCD最終成為NASA在水星、雙子星和阿波羅計劃期間的標(biāo)準(zhǔn)裝備。在前往月球及返回地球的飛行中，阿波羅宇航員可以通過一根軟管將UCD與“尿液轉(zhuǎn)移系統(tǒng)”（Urine Transfer System, UTS）連接，將尿液收集到機載儲罐中。大部分尿液隨后被排放到太空艙外，但有一部分則被保留下來，以便任務(wù)結(jié)束后由飛行醫(yī)生進行分析。當(dāng)宇航員在月球表面活動時，尿液則排入他們太空服下穿戴的聚乙烯袋中。

有趣的是，在阿波羅11號任務(wù)中，阿波羅宇航員埃德溫·“巴茲”·奧爾德林（Edwin “Buzz” Aldrin）成為歷史上第一個在月球上“方便”的人。就在他從登月艙梯子上走下月球表面之前，他解決了這個生理需求，這也成為他的一個“首次”。奧爾德林后來曾說：“每個人在月球上都有自己的第一次，而這個沒有人對它提出異議?！?/p>

太空靴里灌滿尿液的月球漫步：圖為1969年7月20日，阿波羅11號登月任務(wù)結(jié)束后，登月艙駕駛員、宇航員埃德溫·奧爾德林站在月球表面。照片背景中可以看到登月艙。? NASA

不幸的是，這次經(jīng)歷比奧爾德林可能期望的要混亂。由于登月艙著陸的程度比預(yù)期更輕——登月艙的著陸架壓縮得比預(yù)期少——所以當(dāng)奧爾德林跳下梯子踏上月球表面時，他落下的距離比預(yù)想中要高，隨之受到的沖擊損壞了他的UCD，使得尿液沒有排進正確的收集袋，而是進到了奧爾德林的太空靴里。沒錯：在那次歷史性的2小時31分鐘月球艙外活動期間，巴茲·奧爾德林就這樣一邊走，一邊腳上的太空靴里晃動著尿液。我們誰都不會愿意遇上那種情況，巴茲……

NASA的一次性吸收型收納褲（DACT）：DACT是為早期航天飛機任務(wù)中的女性宇航員開發(fā)的，用于發(fā)射或太空行走期間無法使用廁所的情況。? NASA

UCD一直被使用到早期航天飛機計劃期間，后來它被一次性吸收型收納褲（Disposable Absorption Containment Trunk，簡稱DACT）所取代。DACT的本質(zhì)就是一套經(jīng)過升級的成人紙尿褲。1978年，NASA向女性航天員開放宇航員隊伍，這些女性的生理結(jié)構(gòu)與原有的UCD不兼容，促使了DACT的研發(fā)。1983年4月4日，首批成人紙尿褲在航天飛機“挑戰(zhàn)者號”STS-任務(wù)中由僅男性機組成員首次帶入太空；兩個月后的6月18日，美國第一位女性宇航員莎莉·萊德（Sally Ride）在STS-7任務(wù)期間也穿戴了這種設(shè)備。

然而，NASA很快意識到定制的DACT成本過高，從1988年起改為采購商業(yè)現(xiàn)成的成人尿布，稱為最高吸收量服裝（Maximum Absorbency Garments，簡稱MAGs）。這些尿布內(nèi)部含有足夠量的聚丙烯酸鈉材料，能夠吸收兩升尿液或其他體液。美國宇航員至今在發(fā)射和重返大氣層階段穿戴這些MAGs，其它時間在執(zhí)行艙外活動（太空行走）時也穿戴在他們的艙外活動服裝（Extravehicular Mobility Units, EMUs）之下。

此時，你很可能注意到我們到目前為止忽略了一個廢棄物處理方案中非常重要的部分。也就是——大便。比起尿液收集，早期NASA的設(shè)計者和工程師對固體廢物管理問題幾乎不做考慮，并選擇完全回避這個問題。畢竟，當(dāng)時的水星任務(wù)預(yù)計最多持續(xù)一天。不過，為了避免意外，在任務(wù)前幾天，宇航員們會被要求食用一種“低殘渣”飲食——高蛋白、低纖維，比如牛排和雞蛋，這也后來成為美國宇航員傳統(tǒng)的飛行前早餐。這種飲食同樣能最大程度減少腸道氣體產(chǎn)生，因為在航天器艙內(nèi)減壓環(huán)境下，這些氣體會膨脹并引起劇烈疼痛。

即便放到今天，俄羅斯宇航員仍遵循類似做法。雖然他們的“聯(lián)盟號”飛船通常只需數(shù)小時便抵達國際空間站，但視軌道機動情況，有時也會在對接前在軌道上停留數(shù)天。而盡管“聯(lián)盟號”配備了一個簡易的太空廁所（稍后我們會詳細(xì)談到）宇航員們通常不愿使用它，他們會將“低殘渣飲食”與飛行前腸道灌腸結(jié)合，以徹底清空腸道。

不過，這種策略對水星任務(wù)來說尚能湊合，但當(dāng)NASA轉(zhuǎn)向較長航程的雙子星與阿波羅任務(wù)時，大便的收集問題已無法再被忽視。最終他們設(shè)計出的糞便收集裝置——糞便收集組件（Fecal Collection Assembly，簡稱FCA）——卻成為太空飛行歷史上最令人厭惡的硬件之一。

糞便收集組件（FCA）：惠而浦的這款FCA是為阿波羅計劃宇航員配備的個人衛(wèi)生系統(tǒng)的一部分。然而，這款收集袋并未隨飛船執(zhí)行任務(wù)。? National Air and Space Museum

該裝置由家電公司惠而浦（Whirlpool Corporation）制造，結(jié)構(gòu)是一個帶有粘性墊圈的小透明塑料袋，用以密封宇航員裸露的臀部開口。正常情況下，在地球上排便時重力會使糞便從肛門下落，但在太空的微重力環(huán)境中，這種情況不會發(fā)生。于是，F(xiàn)CA的側(cè)壁設(shè)計了一個小袋或“窩”，宇航員需將手指伸入其中幫助將固體糞便從肛門處“挑出”……美妙吧（下圖所示）。一旦“事務(wù)”完成，F(xiàn)CA里會附帶幾張衛(wèi)生紙和濕巾，供宇航員清潔自身，清潔用品會連同宇航員的……排泄物一起丟棄在密封袋里。

? Facebook

如果你覺得這已經(jīng)非常糟糕——尤其是在狹小的航天器空間里當(dāng)著其他人的面進行——做好心理準(zhǔn)備，因為更糟糕的還在后面。不同于尿液，這些裝滿排泄物的FCA并不能扔出艙外，而必須留在飛船內(nèi)儲存。若不進一步處理，這些充滿細(xì)菌的排泄物會很快發(fā)酵，產(chǎn)生甲烷等氣體，使袋子膨脹甚至破裂——這將成為“最字面意義上”的“糞便爆炸”。因此，每一個FCA都配有一包殺菌液，宇航員需在封袋前將這包殺菌液擠破，將藥液徹底揉入糞便中，以確保所有產(chǎn)氣細(xì)菌被殺死。

正如你可以想象的那樣，宇航員們非常討厭使用FCA，并會盡一切可能避免排便，比如干脆憋著，或只吃分配餐食的一半。而事實上，你也不能怪他們。正如NASA自己的官方歷史所述：

“排泄物收集系統(tǒng)呈現(xiàn)出一套更加令人厭惡的問題。收集過程需要極高的技巧，才能防止糞便從收集袋中逃逸，導(dǎo)致污物沾上機組成員、他們的衣物或艙內(nèi)表面。而且，由于該系統(tǒng)使用起來的困難程度，排便收集過程也極為耗時。阿波羅7號的一名宇航員估計，正確完成整個過程需要45分鐘。糞袋難以準(zhǔn)確放置；這更因防護服背部的開口太小而變得復(fù)雜，這個開口讓袋子的放置更加困難。”

左起：尤金·塞爾南、湯姆·斯塔福德、約翰·揚。? NASA

此外，不當(dāng)使用FCA會造成很惡心的情況，正如阿波羅10號（阿波羅11號登月前的彩排任務(wù)）的機組人員在1969年5月發(fā)現(xiàn)的那樣：

登月艙駕駛員尤金·塞爾南：“那東西從哪來的？”

指令長湯姆·斯塔福德：“快給我一張紙巾，空氣里飄著一坨屎?！?/p>

指令艙駕駛員約翰·揚：“不是我干的。這不是我的?！?/p>

塞爾南：“我也覺得這不是我的?！?/p>

斯塔福德：“我的比那坨更黏一些。把它扔掉?！?/p>

揚：“天哪?！保ㄐΓ?/p>

塞爾南：“又來一坨該死的屎。你們到底怎么回事？來，把——”

（揚與斯塔福德笑）

斯塔福德：“它就這么飄來飄去嗎？”

塞爾南：“是的?！?br/>

斯塔福德（笑）：“我的比那更黏?！?/p>

揚：“我的也更黏。它撞到那個袋子了——”

塞爾南：“我不知道這是誰的。我既不能承認(rèn)也不能否認(rèn)（笑聲）?！?/p>

揚：“這到底是怎么回事？”

雖然漂浮大便歷史上確有其事，但這張圖很可能只是惡搞圖片……

是誰造成了這次“糞便近距離接觸事件”至今仍是個謎……即便廢物安全地留在袋子里，鑒于雙子星和阿波羅艙內(nèi)空間極其有限，找到地方存放用過的袋子和其他垃圾也很快成為挑戰(zhàn)。

缺乏合適的廢棄物處理方式使得雙子星5號宇航員勒羅伊“戈登”庫珀（Leroy “Gordon” Cooper）和查爾斯“皮特”康拉德（Charles “Pete” Conrad），將他們1965年8月的任務(wù)稱為“垃圾桶里的八天”。雙子星7號宇航員弗蘭克·博爾曼（Frank Borman）和吉姆·洛弗爾（Jim Lovell）的情況更糟，他們在與大眾甲殼蟲前座大小差不多的空間里環(huán)繞地球14天，卻沒有合適的方法處理垃圾。盡管FCA因臭名昭著而廣為人知，但它們至今仍作為備用系統(tǒng)使用，以防國際空間站的太空廁所故障。

聯(lián)盟號上的廁所裝置。? Wikimedia Commons

到了1960年代末，很明顯，如果宇航員要在太空中長期駐留，他們就需要一種更舒適、也更體面的方式來解決生理需求。蘇聯(lián)率先發(fā)明了真正的太空廁所，自1967年聯(lián)盟號首次飛行起便成為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。這個廁所之所以可以安裝，是因為聯(lián)盟號有大型橢圓形軌道艙，它位于鐘形返回艙之上，并在返回大氣層前被拋棄。像此后幾乎所有太空廁所一樣，聯(lián)盟號的設(shè)施由兩個主要部分組成：一個帶漏斗的吸引軟管，用于收集尿液，并將其吸入鋪有吸收泡沫的腔室；以及一個坐便裝置，使用風(fēng)扇和氣流將糞便吸入塑料袋，然后封好并存儲在船上。

與此同時，美國第一套太空廁所被安裝在“天空實驗室”空間站上，它在1973年5月至1974年2月間接待了三批機組人員。與聯(lián)盟號相似，天空實驗室的廁所使用風(fēng)扇將糞便吸入塑料袋。然后宇航員使用電加熱器和外部真空來干燥排泄物，以防止發(fā)酵和污染空間站空氣。尿液則通過一根獨立的吸引軟管收集。作為衛(wèi)生設(shè)施的補充，天空實驗室是唯一一個配備微重力淋浴的航天器。淋浴被一個伸縮式圓筒簾幕包圍，配有腳部固定裝置、一個裝在柔性軟管上的噴水噴嘴，以及一個排走廢水的真空系統(tǒng)。宇航員擁有420條毛巾，并按宇航員各自的顏色編碼。如今，國際空間站上的宇航員通過濕巾、免洗洗發(fā)水等方式保持清潔。

“天空實驗室”空間站的淋浴設(shè)備。? Museum of Flight

對于航天運輸系統(tǒng)（STS）——更為人熟知的航天飛機計劃——NASA開發(fā)了一個新的、更復(fù)雜的太空廁所，稱為廢物收集系統(tǒng)（WCS）。與早期系統(tǒng)一樣，WCS使用真空軟管收集尿液，不過它配有兩種可拆卸的接口，分別供男性和女性宇航員使用。男性接口呈漏斗形，女性接口呈橢圓形，邊緣有小孔以允許氣流通過并防止吸力過大。收集的尿液隨后被排放到艙外。對于大便，WCS使用一個特殊座椅，配有腳撐、手把、安全帶以及類似過山車的大腿固定器，以確保宇航員固定在原位。

廢物收集系統(tǒng)（WCS）各部分組件示意圖。? wikipedi

設(shè)計早期版本配備了一個高速旋轉(zhuǎn)的“甩投/粉碎機”機制，用于粉碎糞便并引導(dǎo)至收集罐壁上；不過宇航員對將一個巨型垃圾粉碎機放在自己私密部位附近這件事提出了合理反對，因此設(shè)計改回使用風(fēng)扇吸力，如同之前的太空廁所。風(fēng)扇會把排泄物分布在圓柱形收集罐的壁面上；完成后，宇航員會打開一個閥門，將收集罐暴露在太空真空下，使內(nèi)容物瞬間冷凍干燥，防止產(chǎn)生異味。廁紙、濕巾和其他衛(wèi)生用品則被放入密封塑料袋，扔進另一個隔間。

為了確保密封并減少泄漏，WCS座圈的洞僅100毫米，直徑遠(yuǎn)小于常規(guī)廁所。因此用戶身體的精確定位至關(guān)重要，宇航員在飛行前會在NASA位于德州休斯頓的約翰遜航天中心使用太空廁所模擬器進行大量訓(xùn)練——是的，真的有這種訓(xùn)練。

由于太空馬桶的孔洞實在有點小，宇航員在任務(wù)準(zhǔn)備時期就需要練習(xí)與馬桶的對接。? NASA

模擬器配有燈指示訓(xùn)練者是否處于正確位置，還有一個內(nèi)部攝像頭供教官檢查訓(xùn)練者的對準(zhǔn)情況（你以為你入職體檢很尷尬？）。由于每個人的身體不同，每位宇航員都會很快學(xué)會適合自己的姿勢。正如美國資深宇航員邁克·馬西米諾（Mike Massimo）所說：“我想到《逍遙騎士》里的彼得·方達。那姿勢對我來說剛剛好。”

更尷尬的是，航天飛機上真正的廁所還裝有麥克風(fēng)，以便地面飛行醫(yī)生監(jiān)聽宇航員的腸道聲音，評估他們的整體消化健康。這反過來造就了太空探索史上最乏味的工作。在航天飛機計劃早期，NASA經(jīng)常受美國軍方委托，將絕密偵察衛(wèi)星從軌艙部署到軌道。軍方擔(dān)心WCS的麥克風(fēng)可能意外錄到關(guān)于機密載荷的對話，于是某位可憐的軍官被指派連續(xù)數(shù)天監(jiān)聽宇航員排便的聲音，以確保不會泄露國家機密。現(xiàn)在你的無聊日常工作是不是看起來好很多了？唯一的安慰是，雖然飛行醫(yī)生能聽見宇航員的每個聲音，但他們的隊友聽不見。盡管WCS與艙內(nèi)其他部分僅由一層薄簾隔開，但泵和其他機載系統(tǒng)的噪音足夠大，讓宇航員在相對的聲音隱私中完成排泄。

盡管比被痛恨的阿波羅FCA好得多，WCS并非毫無缺陷，航天飛機30年服役期間發(fā)生過多次重大故障。1982年3月的航天飛機第三次飛行STS-3中，WCS在首次使用時就失效，迫使兩人機組——指令長杰克·盧斯馬（Jack Lousma）與飛行員 C·戈登·富勒頓（C. Gordon Fullerton）——在接下8天任務(wù)中使用FCA。1984年9月3日，在發(fā)現(xiàn)號航天飛機的首飛STS-41D任務(wù)中，液體排放系統(tǒng)故障導(dǎo)致機體外形成了一根60厘米長的冷凍“尿柱”。幸運的是，第二天任務(wù)指令長亨利·哈茨菲爾德成功使用航天飛機的遙控機械臂將障礙物敲掉。WCS還有一個更根本的缺陷：有時冷凍干燥的糞便碎片會從收集罐壁上剝落，通過馬桶飄入艙內(nèi)，污染空氣……

但WCS最嚴(yán)重的故障發(fā)生在1989年11月23日感恩節(jié)執(zhí)行STS-33任務(wù)中，即發(fā)現(xiàn)號的第九次飛行。當(dāng)天清晨，指令長弗雷德·格雷戈里（Fred Gregory）醒來使用廁所。起初一切順利，但當(dāng)他試圖封閉并抽空收集罐時，連接收集罐與外部的閥門打開了，但連接收集罐與馬桶的滑閥卻未能關(guān)閉。突然之間，機艙——以及格雷戈里的后半身——暴露在太空真空中，將他死死吸在座位上。更糟的是，用于補充航天飛機艙內(nèi)新鮮氧氣的通氣口恰好位于WCS上方。因此格雷戈里不僅被吸住，航天飛機寶貴的空氣呼嘯著掠過他最脆弱的部位，而且還被冰冷的、剛剛液化的氧氣淋了個透。

警報器立刻響起，格雷戈里的隊友沖過來救援。任務(wù)專家斯托里·馬斯格雷（Story Musgrave）成功設(shè)法將卡住的滑閥關(guān)上，救出了感激涕零、渾身發(fā)抖的格雷戈里，但STS-33的機組面臨一個不愉快的難題：如果他們無法修理該閥門，他們將不得不在剩下5天的任務(wù)中使用令人恐懼的FCA。不出意料，機組成員一致投票希望取消任務(wù)并提前返回地球，以免遭受此噩夢。然而，這將迫使航天飛機降落在非洲的備用著陸點，因為它不在返回肯尼迪航天中心的正常軌道上。

幸運的是，在與地面控制中心協(xié)商后，宇航員確定，只要撕下WCS前蓋，并用一把老虎鉗夾住滑閥的杠桿，他們就能繼續(xù)安全使用這個太空廁所——這證明了克林特·伊斯特伍德在《老爺車》中的名言：有膠帶、WD-40和老虎鉗，就能修好任何東西。危機解除后，機組人員安心享用火雞、土豆和西蘭花組成的感恩節(jié)晚餐，并順利完成任務(wù)。

2000年，NASA為國際空間站推出了新型廁所ISS，當(dāng)時空間站剛開始建造兩年。雖然總體上與航天飛機的WCS類似，但ISS不再使用單一收集罐，而是使用裝在鋁罐中的20升微孔塑料袋。微孔允許空氣通過，但不允許液體或固體通過，使廁所風(fēng)扇得以將廢物拉向袋底。袋子裝滿后，容器會被密封，并與空間站其他垃圾一起裝載到無人供給飛船（如諾斯羅普·格魯曼的“天鵝座”和俄國的“進步號”）上，最終在大氣層中燒毀。所以現(xiàn)在你知道了：如果你在夜空看到格外明亮的流星，很可能那是燃燒的……宇航員糞便。

盡管設(shè)計有所改進，使用ISS的廁所仍遠(yuǎn)稱不上愉快，大多數(shù)宇航員都把上廁所列為太空飛行中最不喜歡的經(jīng)歷。NASA的資深宇航員佩吉·惠特森（Peggy Whitson）——她保持著NASA最長累計太空時間紀(jì)錄（665天）——解釋道：

“當(dāng)（收集袋）開始變滿時，你必須戴上橡膠手套，把它壓實。”

資深宇航員佩吉·惠特森。? BBC

與此同時，尿液的收集方式與幾十年來一樣：使用一根帶有男女適配器的獨立真空軟管。不過，由于水資源在太空中極其寶貴，并且將其運送到軌道成本極高，尿液不像以前那樣被排放到艙外，而是通過名為“水處理組件”（WPA）的高科技回收系統(tǒng)，利用一系列微濾器和催化床去除并中和污染物，將尿液回收為可飲用水。正如NASA宇航員杰西卡·梅爾（Jessica Muir）所解釋：

“在空間站上，我們回收大約90%的所有基于水的液體，包括尿液和汗水。我們試圖模仿地球自然水循環(huán)的某些環(huán)節(jié)，從空氣中回收水。而在ISS上，我們的尿會成為明天的咖啡！”

宇航員杰西卡·梅爾。? NASA

與以往太空計劃相同，一些宇航員的廢物會被儲存并返回地球，由飛行醫(yī)生分析。尿液首先被收集在與水星、雙子星和阿波羅宇航員使用的尿液收集裝置非常相似的塑料袋中。隨后用注射器抽取樣本，存放在一個名為“國際空間站零下八十度實驗冷凍柜”（MELFI）的特殊艙室中，隨后由聯(lián)盟號或龍飛船帶回地球。

截至目前，固體排泄物還不會被處理以提取水分，不過NASA正在努力解決這一問題。2021年，NASA也向ISS發(fā)送了一個鹽水處理單元，以回收WPA無法處理的剩余水分。目標(biāo)是在向火星派遣首批人類之前，實現(xiàn)至少98%的水回收率。所以對于所有《沙丘》粉絲來說，這是個好消息：現(xiàn)實中的蒸餾服可能就在不遠(yuǎn)的將來！

目前，ISS上有三個廁所，分別位于“曙光號”、“科學(xué)號”和“寧靜號”艙段。與之前的航天飛機WCS一樣，這些廁所也不總是完美工作，其中最嚴(yán)重的一次故障發(fā)生在2008年5月21日，當(dāng)時唯一的ISS廁所的液體廢物抽吸泵壞掉了。當(dāng)時，ISS上只有一個廁所，迫使宇航員使用袋子或?？吭贗SS上的聯(lián)盟號廁所來收集尿液。固體廢物系統(tǒng)未受影響。幸運的是，STS-124的發(fā)射已定于10天后進行，因此一個替換泵被裝入外交郵袋，從俄羅斯隔夜送達肯尼迪航天中心，并于6月2日成功送至ISS。據(jù)估計，ISS上的三個廁所大約每月會發(fā)生一次故障——所幸?guī)缀蹩偸切栴}。 但隨著NASA正準(zhǔn)備將宇航員重新送上月球，并最終送往火星，即便是ISS上相對先進的廁所也已不夠。

NASA的通用廢物管理系統(tǒng)。? NASA

因此，2018年NASA推出了下一代太空廢物處理系統(tǒng)：通用廢物管理系統(tǒng)（UWMS）。該系統(tǒng)研發(fā)成本2300萬美元，重量減輕40%，體積縮小65%，并且能效顯著提高，使其更容易集成到未來將執(zhí)行阿耳忒彌斯登月任務(wù)的獵戶座飛船中。當(dāng)安裝在ISS或前往火星的飛船上時，UWMS將連接到船上的水回收系統(tǒng)；而在像阿耳忒彌斯這樣的短期任務(wù)中，廢物只需存放在儲罐中等待后續(xù)處理。UWMS也更加重視舒適性與人體工學(xué)，配有傾斜、貼合的座椅，以及一個加長的一體化漏斗，讓宇航員可以同時排尿和排便。新的設(shè)計也大幅提升了男女皆可方便使用的程度。

雖然UWMS代表當(dāng)今太空廁所設(shè)計的最先進水平，仍有一個主要問題尚未解決：如何在宇航服內(nèi)部妥善管理廢物。目前，這依靠最大吸收服——也就是成人紙尿褲——來完成，但這只適用于持續(xù)數(shù)小時的現(xiàn)有艙外活動（EVA）。未來月球或火星任務(wù)中遇到的長時間EVA則完全是另一回事。尿液收集相對簡單，但僅適用于男性。女性的解剖結(jié)構(gòu)特性，包括生殖區(qū)域形狀、陰毛以及月經(jīng)的現(xiàn)實，使得問題大大復(fù)雜化。

盡管NASA可以通過讓女宇航員剃掉陰毛、服用避孕藥以調(diào)節(jié)月經(jīng)來緩解部分問題，但這超出了NASA對宇航員的合理要求。因此，該機構(gòu)尋求完全基于硬件的解決方案。例如，1981年NASA申請了一項女性尿液收集裝置專利，帶有陰道插入部件，以防止尿液飛滴或糞便顆粒飄入陰道導(dǎo)致感染。但此類系統(tǒng)尚未成功集成到任何實用宇航服中。

薩切爾·卡登設(shè)計的宇航服廢物管理系統(tǒng)。? KHOU

固體廢物的處理問題更加棘手，因為密封更加困難，而且糞便比液體廢物更難自動處理。因此，2016年NASA發(fā)起了名字極其精彩的“太空排便挑戰(zhàn)賽”（Space Poop Challenge），向任何能提出實用宇航服廢物管理系統(tǒng)的人提供1.5萬美元獎金。最終獲勝者是飛行醫(yī)生兼家庭醫(yī)療師薩切爾·卡登（Thatcher Cardon）博士，他在晚上和周末在家人幫助下開發(fā)了他的原型系統(tǒng)。該系統(tǒng)在宇航服襠部集成了一個小型通道，可連接各種袋子和軟管以移除固體與液體廢物。根據(jù)卡登所說，這個通道還可用于進行腹部緊急手術(shù)等醫(yī)療程序。然而盡管創(chuàng)新，該系統(tǒng)距離真正用于太空還有很長距離，截至目前，宇航服內(nèi)長期廢物管理的問題尚未解決。

不過隨著NASA在這一問題上不斷努力，我們可以放心，當(dāng)?shù)谝幻詈絾T在火星上排出一坨便便時，這將由人類所能構(gòu)想出的最佳技術(shù)協(xié)助完成。

文/Gilles Messier

譯/tim

校對/tamiya2

原文/www.todayifoundout.com/index.php/2024/12/to-boldly-go-where-no-one-has-gone-before-how-do-astronauts-answer-the-call-of-nature-in-space/

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