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宇航员在太空是如何上厕所的?得知真相的你,估计不想上天了

5月30日,Space X载人火箭于北京时间3点22分发射升空。这是自2011年美国国会和白宫提前取消美国宇航局航天飞机以来,美国首次在境内将本国宇航员送入太空。

这标志着有史以来,第一次有商业航空航天公司将人类带入地球轨道。

马斯克今年1月曾表示,SpaceX有能力在2050年之前将100万人送上火星。他提出了每年建造100艘星际飞船的目标,每当地球和火星轨道同步时,就把大约10万人从地球送到火星。

听到消息,很多人都很兴奋,人类移民外太空的梦想难道真的能实现吗?

不过,大家别高兴得太早了。什么样的人才能当宇航员呢?在太空站会遇到什么尴尬事?答案就在《太阳系三环到四环搬迁纪要》这本书里。

1. 什么样的人才能上天?

首先,宇航员心理素质必须过硬。怎么过硬法?比如在日本,想当宇航员的人必须先通过一个考验——折纸鹤。候选人会被关在一间屋子里,要在一个半小时内折1000只纸鹤。结束之后,负责选拔的评委不仅要看纸鹤够不够数,还要看质量如何。只有那些所有纸鹤都保质保量完成的人,才有机会通过评审。

这么丧心病狂到底要检测啥?日本的科学家认为,这样不仅能选出那些心灵手巧的人,更重要的是,挑出那些在时间紧迫的情况下依然能耐心精确完成工作的人。你想啊,在空间站里维修那些精密的仪器,既容不得毛手毛脚,也经不住慢慢吞吞啊!

另外一个需要考量的因素,是候选人的性格。冷静执着,性格强韧、善于相处,要成为一名合格的宇航员,还必须克服一种情况——太空兴奋症。科学家发现,人第一次上天的时候会特别兴奋,虽然听上去很正常,但这会带来很大的麻烦。

五十多年前,一个叫基廷格的美国上校坐氦气球上了天,到达将近三万米的高空,他的上司觉得差不多了,就叫他返航。你猜基廷格回了啥?他用摩尔斯电码回了三个字:来抓我!要知道,三万米还没出地球呢,人就兴奋成这样,要是进了太空,指不定就失控了。在极度兴奋的情绪下,人会丧失理性,做出错误的判断,不仅会威胁到自己的性命,还可能导致昂贵的设备出故障,最终让航天任务功亏一篑。

在失重情况下,人会产生恶心呕吐的生理反应。在太空里呕吐并不是一个好主意。没了重力,黏糊糊的呕吐物可不会乖乖落在地上,而是会朝你的头部袭来。轻则把你弄得脏兮兮,严重的话,还可能导致器官损伤甚至窒息而死,你想想,胃里的强酸和食物残渣吸进鼻孔吸进肺里,那得有多难受。

所以,宇航员需要有很强的抗眩晕能力。

宇航员要在太空完成任务,不是一天两天的事,他们要在空间站住上几个月甚至超过一年,那么,当他们在太空中时,日常生活是怎样的呢?在没有重力、物资有限的环境下,宇航员如何完成吃饭、洗澡、上厕所这类基本的活动呢。

2.在太空吃东西很麻烦

我们先来说说宇航员在天上吃什么。从美国宇航局的规章制度说起,按照规定,一份合格的太空食物必须符合以下标准:既要轻,又要小,热量还要高。

为了让食物足够小,唯一的办法就是极度压缩,就连培根肉都会被液压机压成小方块,最后都不叫培根肉,叫做培根方。

不过,足够结实又能喂饱宇航员的食物还不够,毕竟,宇航员要长期执行任务,食物必须能维持他们的健康。于是,科学家们到处招募志愿者,开始探索更理想的太空食物。这可苦了志愿者了,他们要在模拟太空舱里待上三个月,每天吃着研究人员送进来的各种奇形怪状的食物:块状的、棒状的、条状的、浆状的……不仅如此,研究人员还会收集参与者的粪便进行称重,测定菌群等等,直到他们找到对人体最健康的配方。

除了轻巧有营养以外,理想的太空食品还得吸收率高。如果一种食物能100%被肠道吸收,往往意味着热量没有浪费,更重要的是能减少粪便,毕竟,在太空上厕所是一件非常痛苦的事,这个咱们后面仔细说。

3.在太空上厕所更艰难

说完了吃,接下来就要解决另一件人生大事了——上厕所。大家可能不相信,上厕所这件事是被严肃地写在宇航员训练教程里的。你说上个厕所还要训练,这不跟我家猫咪一样了么?还别说,在无重力的环境下,便便可不会乖乖掉进马桶等着被水冲走,它们一旦离开你身体,随时都可能飘上天造反。相信我,没有任何一个人愿意看到这样的场面。

在休斯顿约翰逊航天中心,有一个长相清奇的马桶,它就是用来训练宇航员正确排便的。在太空中,马桶是由气流来清理的,说白了就是一个巨大的太空吸尘器。如果便便准确降落,它们就会瞬间被高压气流带走,不留下一片云彩。但如果降落过程出了差错,那问题就严重了。没被及时处理的便便可能会自由飘荡,更糟的是,它们可能会堵塞气孔,导致整个马桶没办法正常运转。朋友们,在太空中疏通厕所,可是一件几乎无法完成的任务。

正因为如此,所有宇航员在上天之前,都必须学会如何在最短的时间调整好便便的降落点,训练的地方就是约翰逊航天中心的这个马桶。实际上,它并不是真正的马桶,因为原本连着下水道的位置,装了一个摄像头。嗯,你没听错,就是摄像头,从这个独特的视角,指挥中心的工作人员就能判断每一个宇航员的屁股是否成功瞄准。大家是不是觉得,这也太尴尬了吧?但没办法,谁让你想上天呢,对不对?

要是不用马桶,还有一个处理便便的替代方案,那就是粪便袋。在太空马桶没发明之前,所有宇航员都要用这种办法。这东西结构简单,制造起来也没什么麻烦。虽然原理上跟咱们平时用的垃圾袋差不多,但太空粪便袋还是更别致一些,袋口有一个形状贴合屁股曲线的圈,这样里面的东西就不容易飘出来。不过问题是,并不是把袋子系上一丢就完事儿,你必须手动把这个袋子跟屁股分离,还要往里面撒上一包杀菌剂,然后像和面一样,把便便和杀菌剂混合均匀。

为什么要做这么恶心的事儿啊?因为你要不做的话,后果会更恶心。如果不进行彻底的杀菌处理,肠道细菌就会在便便中继续繁殖,同时产生大量的气体。要知道,粪便袋的密封性相当不错,所以随着细菌的繁殖,排气越来越多,粪便袋会像气球一样越胀越大,最后“嘭”地一声,爆炸开来,那个场景我就不说了,大家可以自行想象一下。

不过,即使百分之百地遵循杀菌操作,也没法保证不会遭到“屎弹”袭击。在不能随便开窗户的空间站,谁都不希望跟便便的气味长久相处。因此,许多宇航员宁愿接受尴尬又羞耻的上厕所训练,也不愿意继续使用这些麻烦、恶心又危险的袋子。

大便问题解决了,小便又怎么解决呢?在地面上,小便总比大便容易。可是在天上,这俩差不多。为啥呢?一部分原因是重力的缺席。男性宇航员还好办,毕竟可以直接用输尿管解决问题,但对于女性来说就麻烦了,她们必须借助马桶。在没有重力的情况下,表面张力就开始瞎捣乱了,尿液会飘起来,粘得到处都是,清理起来又是个麻烦事儿。

因此在早期载人航天项目中,女性宇航员一度不受欢迎。但仔细想想,这听起来更像歧视女性的借口,毕竟,女性比男性需要的水和食物少得多,更利于长期执行任务。

4.在太空洗澡是件很奢侈的事

搞定了吃喝拉撒的基本需求,接下来就是卫生问题了。大家有没有想过,宇航员在太空怎么清洁身体呢?毕竟没有重力,没法洗澡呀。是的,洗澡又是一件在地面上无比简单,在天上无比艰难的事情。把人类送入太空这么昂贵的项目,当然要让效益最大化,能省则省。虽然宇航员的吃穿不能马虎,但那些跟舒适性有关的东西都必须精简,于是在一开始,洗澡被看成了一件可有可无的事情。

1964年1月到1965年11月间,美国科学家做了一系列实验,想看看宇航员在最简陋的卫生状况下,能有尊严地生活多久。怎么个简陋法呢?参与者不洗澡,不擦身体,不刷牙,不刮胡子,不剪指甲,不换衣服,连床单什么的也不换,时间持续整整两周。

结果两周时间还没到,巨大的臭味就成了人们无法回避的话题,就连每个人自己都忍受不了身上那层混杂着灰尘的厚厚的皮脂。你能想象吗,十几天不洗澡,皮肤上出的油已经快和空气中的灰尘混成混凝土了,那东西盖在身上,可不是一种愉快的体验。

这样的卫生水平,宇航员还怎么愉快地长期执行任务呢?所以,在冷战时期,前苏联和美国都设计了淋浴系统。

美国提出的方案是带淋浴和排水设备的密封宇航服,但很快他们就发现,这玩意儿在无重力的环境下根本没法用。在太空中,从淋浴头里喷出的水滴会聚集在一起,越变越大,变成一个漂浮在你身边的水球。看着很漂亮,但要指望这水球自动给人洗澡?别做梦了。

前苏联的做法跟美国相反,他们设计的是把喷头放在宇航员的脚下,靠气压喷射出水滴。这个方法倒是能用,但问题是,它太危险了。因为没有重力束缚的水滴很淘气,它们会尽可能贴在我们体表凹进去的地方,甚至会进入人体。在洗澡的时候,水滴很容易钻进鼻子里,那样一来,宇航员会溺水而死。所以有很长一段时间,宇航员在使用这个装置时,都必须戴上浮潜用的面镜和呼吸管。想象一下,空间站里飘着一群裸男,头上戴着潜水镜,嘴里叼着呼吸管,这画面是不是“美”得让人无法直视?

直到现在,宇航员依然受到没法洗澡的困扰。不过,日本的一所大学设计出了一种新的材料,由这种高科技纳米材料做成的宇航服可以在光的催化下分解体臭。这个功能就算帮不了宇航员本人,至少也能让一起吃住的同事们舒服一点。可是说到底,这只是除味儿,清洁还是实现不了,结果就不可避免地留下一堆困扰,比如因为体表细菌大量繁殖,很多宇航员在回到地球之后,都会受到毛囊炎的困扰。

所以说,在太空,不论是吃喝拉撒还是洗澡,都比在地球上困难得多。

编辑|凉山

排版|凉山

路上读书:全球名校博士30分钟精读一本好书。

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