神九发射成功,已经和天宫一号组成组合体飞行。此次3名中国宇航员将在太空生活十多天,不一样的太空环境,除了给宇航员带来不一样的体验之外,同时也是对宇航员生活习惯的考验。在太空失重的状态下,对包括宇航员的行走、排泄等基本生活习惯都是考验,其中尤其是排泄问题更是神秘莫测。
在太空中居住,航天员感到最不方便的可能就是大小便了。因为太空中处于失重状态,所以宇航员的衣食住行都是很麻烦的。以上厕所为例,要用密封的,有吸力的装置。否则,尿液会满天飞,而粪便也会黏附在身上下不来。之前的神舟六号飞船上安装了我国科学家自己研制的太空马桶。航天员需要方便时,只需要将马桶上的塑料软管紧贴到排泄器官上,马桶内的抽气设备将会把航天员的大小便收集到一个固定的容器里。小便也许比较简单,但大便就不太容易了。根据美俄航天员经验,在无重力的环境里人体内的肠子漂浮着,内脏并不能正常工作,许多人从太空马桶上下来时经常喃喃自语:“又失败了。”
需要注意的是,放屁也得小心,因为其反作用力可能会把人推走,而且还会污染航天器座舱中的环境。屁中的氢和甲烷等成分还是可燃气体,严重时可引起爆炸。
所以现在无论是国内还是国外,航天员在太空中解决排泄问题用的是专门的太空厕所——太空马桶。这个太空马桶是一个抽气马桶,他下面有一个抽气机,你拉出来以后就抽走了,抽到一个装大小便的地方去,你上抽气马桶的时候你臀部要跟马桶之间密封,否则的话排泄物抽不走,而且要求肛门正好对着抽气的眼,你拉到边上他抽不了。为了研制太空马桶,美国宇航局大概花了好几亿美元,花了十年的时间研究,而且专门做了一个模拟器,宇航员也要经过专门的训练。
对于在空间长时间运行的空间站而言,要解决航天员排泄物的处理问题。因为航天飞机上的空间是有限的,宇航员必须定期排放一些废物来减轻负担。而且为了航天飞机内的环境,也不可能允许排泄物长期在航天飞机内停留。2009年秋天,一些天文学家惊讶的发现,那种他们曾经认为是宏伟天文奇观的东西不过是一些尿而已。当尿液被排放到外太空后,迅速冻成一团冰晶。而阳光照射到这些水珠上后它们又变为水蒸气,据一些观察者说,这样的景观惊人的美丽。“阿波罗9号”的宇航员Russell
Schweickart曾说过,“太空轨道上最美丽的景象……就是日落时的尿液”。当尿液经过喷嘴时,它们“迅速幻化成一千万个小冰晶并以一个半圆形散开……形成一片闪光的雾”(来源:《科学美国人》
)
天文爱好者拍到的太空美景有可能是宇航员的排泄物
相对于美国研制的太空马桶,我国的航空用太空马桶也已在2008年亮相珠海航展,引起了中外航天迷的极大关注。这种新型太空马桶已经正式申请了中国、美国、日本、俄罗斯等26个国家的发明专利,并已获得中国航空航天集团认同,最早有望在“神十”上应用。
我国直到“神六”轨道舱才首次出现大小便收集器,机器上有两根管子分别用来对准大便和小便器官,直接把航天员的排泄物强力吸走。而“神七”的太空马桶工作原理大致一样。许多宇航员进入太空后,常常发生便秘,不理想的太空马桶会让航天员无法正常排泄。而中国研制的新型太空马桶可以很好的解决这一问题。而从成本上,和国外太空马桶动辄花费上千万美元相比,我国自行研制的太空马桶的成本仅为几百万人民币。
和国外研制的太空马桶不同之处在于它不是被动地等待航天员排出排泄物后再收集,而是主动地伸进肛门内“寻找”和“取出”排泄物。“只要将采挖头插入肛门,然后按下开关,控制系统即自动对体内粪便状态进行探测,并控制双螺旋切片头采挖体内排泄物,通过双螺旋涡杆将排泄物挤压传递给粪便收集袋,完全避免排泄物漂浮问题。”发明人介绍说,航天员排泄完后,按下关闭按钮,粪便收集系统就会自动封闭。航天员只需5-7分钟即可完成如厕。
把一个采挖设备插入体内,会舒服吗?对此,研制者解释道:“首先插入不深,其次14岁以上的成年人排便时肛门的开放度在38-48毫米之间,采挖头直径只有20毫米,远低于人体的承受范围,而且采挖头是用医用工程塑料制作的,因此不会对人体造成伤害。”
刚开始使用时可能会有些不适,不过很快就会适应。有肠道专家透露,这款太空马桶经过50多例研发临床及180例医学临床实验,证明是十分安全的。
除了排泄问题之外,其实还有很多问题需要宇航员克服。
在较长的太空旅行中,宇航员上厕所也是很重要的一个问题。下图就是最早期的两套排泄管理系统,其中之一是转为女性宇航员准备的,曾被“东方6号”宇航员捷列什科娃使用,另一个是“联盟号3”上使用的太空厕所。不过这些都是早期的产品,如今的太空厕所造价昂贵,比这些先进许多。
尽管宇航员在太空中停留的时间一般都不是很长,但是在这段时间里也要注意起居卫生,即使你在月球上也还是要刷牙的。下面这幅图中就是1969年阿波罗11号(Apollo
11)登月时宇航员使用的牙刷。
在神秘的太空中不知道宇航员们是不是无心睡眠,不过舒适的内衣对于睡眠来说一定是有帮助的,这款天蓝色的内裤就曾是宇航员的定制内衣。
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