美国国家航空航天局(NASA)的“阿尔忒弥斯二号”任务将首次携带一个功能完备的太空厕所进行绕月飞行。这个名为“通用废物管理系统”(UWMS)的新设备旨在解决“阿波罗”时代宇航员使用塑料袋和漏斗排泄的尴尬与不便。该系统经过十多年研发,不仅男女通用、可同时处理大小便,还配有门以提供隐私。这标志着太空生活设施的重大进步,为未来更长时间的月球及火星任务奠定了基础。
告别尴尬的太空如厕历史
在早期的探月任务中,厕所问题一直是宇航员的噩梦。阿波罗时代的宇航员不得不依赖一套极其笨拙且不卫生的系统。
- 简陋的设备: 该系统由附带粘合剂边缘的塑料袋和管子组成,在失重环境下很难正确固定。
- 繁琐的操作: 宇航员排泄后,还需要手动将一包杀菌剂混入袋中,以防止细菌和气体滋生。
- 臭名昭著的泄漏: 该系统极易发生泄漏。阿波罗10号任务中曾出现过“粪便在空中漂浮”的惊悚场面。
后续的航天飞机和国际空间站虽然引入了使用真空吸力的马桶,比塑料袋前进了一大步,但仍有局限性。它们没有充分考虑女性宇航员的需求,无法同时处理尿液和粪便,并且只用帘子提供有限的隐私。
在体验了阿波罗16号任务上的排泄系统后,宇航员肯·马丁利曾表示:“这让我确信,如果去火星也得用阿波罗这套系统,那我可没兴趣了。”
新一代太空厕所:通用废物管理系统 (UWMS)
为了彻底解决这些困扰几代宇航员的问题,NASA与柯林斯航空航天公司合作开发了全新的“通用废物管理系统”(UWMS)。这个系统更像地球上的厕所,并进行了一系列关键升级。
- 男女通用: 改进了尿液收集装置,使其同时适用于男性和女性宇航员。
- 同步处理: 系统可以同时处理尿液和粪便,提高了使用效率。
- 增强稳定性: 配备了扶手,帮助宇航员在微重力环境下轻松固定身体。
- 真正的隐私: 最受欢迎的改进之一是,它终于有了一扇坚固的门,而不是简单的帘子。
此外,该系统使用3D打印的钛合金部件,重量更轻,且采用标准化设计,使其能够轻松安装在国际空间站、猎户座飞船等不同类型的航天器中。
为何一个好厕所至关重要?
一个功能可靠的厕所远不止是提供舒适性那么简单。在太空任务中,它被视为一个“任务关键”系统。
正如科技史学家戴维·蒙斯所说:“如果厕所发生故障,整个任务都将面临风险。”
一个糟糕的废物管理系统不仅会严重影响宇航员的士气和生活质量,其故障还可能导致卫生问题,甚至污染狭小的太空舱环境,对宇航员健康和设备安全构成威胁。
面向未来的设计
UWMS的设计凝聚了从阿波罗、航天飞机到国际空间站几十年来的经验教训。它的第一个版本已于2020年在国际空间站进行测试,并收集了宝贵的反馈。
如今,经过进一步改进以适应月球任务的版本,已经安装在阿尔忒弥斯二号的猎户座飞船上。这次任务将是它在真实月球飞行环境中的首次考验。
NASA的科学家们正急切地等待四名宇航员返回后的反馈。这些一手经验将直接用于改进未来阿尔忒弥斯任务以及更遥远的火星探索任务中的废物管理系统,让宇航员在探索宇宙时能少一些后顾之忧。