天价厕所被送到宇航员苦厕所历史后面的空间站

天价马桶升空背后 是一部航天员的辛酸如厕史

10月初，美国国家航空航天局(NASA)用天鹅座货运飞船向国际空间站运送了约3.6吨材料和设备。其中，一种新型厕所备受关注。

没错，即使是高个子宇航员也需要面对“三关”的问题。

但是换句话说，即使是厕所也必须变成复杂的设备才能进入太空。

国家空间探索技术首席科学传播专家庞志浩告诉记者，这种被称为“通用废物管理系统”的新型空间厕所耗资2300万美元，历时6年多开发，是历史上最昂贵的厕所。

太空厕所为什么那么贵，宇航员上厕所有多难？来说说吧。

　天价太空马桶到底好在哪

新的太空马桶重45公斤，高71厘米。庞志浩表示，与目前空间站使用的马桶相比，它的体积缩小了65%，重量减轻了40%，可以减少对国际空间站宝贵空间的占用，可以集成到不同航天器的生命支持系统中。

过去，国际空间站上的厕所是为了更适合男性而设计的。为了更适合女航天员，新马桶在设计上进行了改进，更加符合人体工程学。它的座位较高，略微倾斜。这使得女宇航员可以在马桶上小便，并用特殊形状的漏斗和软管吮吸尿液。此前，女宇航员需要其他特殊设备才能排尿。

新马桶采用3D打印钛合金风扇分离器，可产生强大吸力，将排泄物吸入马桶内，确保不会漂移。

与旧的太空马桶相比，新马桶还有一个特点。打开马桶盖后，气流会自动喷出，从而控制异味的扩散。钛合金还大大提高了马桶的耐腐蚀性和耐用性，节省了更多的清洁和维护时间，让宇航员可以将更多的精力投入到科研和探索任务中，而不用太担心洗马桶。

在太空中，水资源需要回收。据估计，宇航员在太空生活一年，将喝下700多升处理过的尿液。新厕所的尿液回收效率进一步提高，处理后可转化为饮用水的尿液比例增加。其尿液净化功能是通过尿素生物反应器的电化学系统实现的，可以有效地将尿液中的尿素转化为氨，然后将氨分解为水和能量。据说宇航员排出的尿液经过回收过滤得到的纯净水比地球上任何一种水都要干净。

庞志浩介绍，每年向国际空间站提供2200升饮用水的运输成本高达2200万美元，空间站的饮用水储存能力有限。如果人类想离开低地球轨道，进一步探索星际空间，供水会更加困难。新的太空厕所的设计目标是在人类登上火星之前达到98%的液体回收率。这一次，它将被运送到国际空间站进行实验。

想用好马桶需开展专门训练

如果想熟练使用太空厕所，宇航员需要进行特殊训练。排便时，应确保底部靠近坐垫边缘，使马桶内部完全密封，同时牢记底部与马桶座的相对位置，使肛门能准确对准直径10厘米的中心孔。这一切都是为了保证大便能顺利吸走，不会从马桶缝隙里飘出来。

为此，约翰逊航天中心专门设计了一款马桶训练器，在马桶上安装了摄像头。宇航员可以通过屏幕观察调整臀部，找到瞄准精度最高的位置。

苏联虽然在登月竞赛中输给了美国，但专注于空间站的研发，在长期在轨居住、环境控制、生命保障系统等方面有着丰富的经验，做出了更为精良的太空马桶。虽然美国也开发了太空马桶，但效果并不理想。2007年，美国仅仅从俄罗斯订购了价值1900万美元的太空厕所

这么贵的太空马桶安全可靠吗？

2008年5月21日，国际空间站俄罗斯段厕所发生故障，只能装固体排泄物，液体无法处理。俄罗斯航天局紧急制造了替代品，并要求美国将其与6月初发射的发现号航天飞机一起携带。

2009年7月19日，美国客舱厕所也发生故障，原因是用于冲厕所的6升水误流入分离器等处。幸运的是，奋进号航天飞机停靠在空间站上。包括空间站服务员和奋进号上的13名宇航员，都必须排队去航天飞机上的厕所。然而，航天飞机上的马桶不是为频繁使用而设计的。为了保护这一珍贵的“单苗”，地面指挥中心对航天员排便实施了严格限制：每两次上厕所需要6分钟以上；使用3次后停用30分钟以上，让系统降温。宇航员们坚持了一个月，最终希望下一架航天飞机能送来一个新厕所。

历史上最严重的厕所故障发生在1981年哥伦比亚号航天飞机的首次飞行中。任务期间厕所堵了。宇航员平静地面对逆境，戴上了一个粪便收集袋。然而在回来的路上，丢弃的马桶里储存的排泄物被转移到通风系统，像美女一样喷涌而出，漂浮在船舱的各处，场面极其惨烈。

宇航员接受了清除舱内碎片的特殊训练。比如对于大的固体，可以直接“抓”；液体需要被吸水纸等材料吸附。细小的颗粒或碎片比较麻烦，随着舱内流通的气流集中在风口滤网上后才能清理干净。大家都在这次大扫除中充分练习了训练内容，但面对的是训练中从未想到的打扫目标。

太空厕所的故障不仅带来健康问题和感官刺激，甚至威胁宇航员的健康。庞志浩介绍说，在美国空间站的厕所中发现了具有高抗生素抗性的细菌菌株，它们可能会进化成致病菌，导致宇航员生病。

为了设计出更好的太空马桶，今年6月，美国发起了“月球马桶挑战赛”活动，为2024年登月计划征集了“月球马桶”的设计方案。“月球马桶”必须满足很多设计要求，如能同时在微重力和月球重力环境下正常运行，男女用户兼容，能同时大小便等。

那些不堪回首的马桶故障

人类在探索太空时，必然会面临排泄的问题。没有太空厕所，宇航员怎么方便？

飞行时间不长就好说了。例如，2003年，中国航天英雄杨利伟执行神舟五号任务时，在长达21小时23分钟的飞行过程中，借助类似太空服中尿布的尿液收集装置排便。该装置可以通过吸水材料将尿液变成絮状固体，可以除臭，但对粪便无能为力。

随着太空旅行时间的逐渐延长，宇航员的排泄问题已经不是尿布可以解决的了。宇航员的食物虽然经过特殊处理，可以保证营养，消化后尽量减少残渣，从而减少粪便的数量和重量，但总会有的。

在早期的载人航天活动中，宇航员处理排泄物的方式大胆而无拘无束。

20世纪60年代，阿波罗计划在美国实施时，宇航员在太空中不使用厕所，所以他们需要单独使用收集装置。其中集便袋有一个类似漏斗的圆口，应该是用来紧紧包住臀部，排出粪便，然后倒入杀菌剂，封口，摇匀揉捏，使内部物质充分混合。有一次，阿波罗10号的乘员中，不知哪位宇航员在操作上出了问题，以致一个凳子洋洋洒洒地飘进舱里，吓坏了宇航员。带着这样痛苦的经历，后来登月的阿波罗宇航员把粪便收集袋扔上了月球。

宇航员对尿液的处理更简单直接。长期以来，他们都是直接向太空排放废水。后来这种行为被制止了，不仅是为了环保，也是为了成本。2001年和平号空间站退役时，太阳能电池板因为卫生间和厕所的排水，被尿液和洗澡水包裹，效率损失了40%。尿液甚至形成冰块，高速撞击面板，造成相当大的损失。