航天员是怎样在太空上厕所的？

在空间站内，航天员每日排尿量约为1750毫升，尿液经过净化后可以再喝，那粪便怎么处理呢？

大家别看到尿液净化变成饮用水，就觉得恶心，航天员在空间站内的生活，不能跟地面同日而语，而且水资源在空间站内十分珍贵，如果肆意浪费，不断靠货运飞船补给，去太空出趟6个月的差，不知道得消耗多少巨资。

2022年6月5日，我国神舟14号载人飞船成功升空，乘组航天员分别是陈冬、刘洋和蔡旭哲，他们需要在太空中逗留6个月，然而6个月时间很长，作为人类，还是需要每天排便的，尿液容易处理，可粪便就难了。

按照每人每日产生170克粪便来计算，3名航天员在太空逗留6个月，总共约产生91.8公斤的粪便，这些粪便如何处理？

航天员在太空失重的环境下，又是如何上厕所的呢？

在载人航天的初期阶段，航天员是怎么在太空中上厕所的？

地球由于引力的存在，固体和液体都会自然下落，然而一旦到了太空中，尿液和粪便将脱离地球引力的控制，排泄物不会像地球上一样落在容器底部，如果处理不好，空间站内将乱成一团，甚至可能会导致某些设备出现故障。

起初，苏联和美国就没想过“太空排便”这个问题，毕竟航天员上去转一圈就回来了。

1961年，苏联宇航员执行航天任务当天，在没有登上飞船前就尿急，幸亏苏联航天局考虑到了这个问题，在宇航服内特意装了一根管子，将尿液引导出来，所以加加林并没有尿在宇航服内。

美国宇航员就没这么幸运了，他可是扎扎实实的尿在了宇航服内，在美国首次载人航天任务中，由于过程只要15分钟，所以美国航天局也没有设计排便装置。

但在发射前出了一些意外，导致发射时间延迟了3小时，艾伦·谢泼德实在憋不住了，于是他向控制中心说“我要脱下航天服去小便”。

控制台一看时间，距离发射也没多久了，所以就拒绝了艾伦·谢泼德脱下宇航服小便的要求，那怎么办？

总不能一直憋着吧。

后来控制中心默默的关掉了宇航服的电气系统，默认允许艾伦·谢泼德尿在宇航服内，艾伦·谢泼德也没办法，只能这么干了，所以美国第一次载人航天，他们的宇航员是尿着裤子完成任务的，同时艾伦·谢泼德也是全球首个将宇航服尿湿的人。

受限于当时载人航天技术水平不高，再加上航天员在发射前会提前几天吃低残渣饮食、清洁肠道，所以航天员在太空的排便问题，也不是很突出，凑合凑合就过去了。

但随着航天技术的突飞猛进，特别是美国阿波罗登月计划的执行，需要航天员长期逗留在外太空，所以上厕所问题必须解决。

考虑到阿波罗飞船空间有限，美国决定采用粪便收集袋来解决航天员排便难题，如何使用就不提了，考虑到粪便中的细菌会产生大量气体，如果不及时处理，细菌产生的气体很可能撑爆袋子，所以航天员在排完便后，需要加入杀菌剂，密封后再用手不断均匀搓揉。

现阶段，航天员是如何在太空上厕所的？

随着航天员逗留在太空的时间越来越长，美国和苏联开始认真解决航天的排便难题，为了应急，华人唐鑫源博士还发明了一款能吸水1400毫升的尿片，后来经过改造，变成了我们如今的民用纸尿片。

苏联在解决厕所问题时，优先想到了“吸气”，既然粪便在太空失重环境下无法控制，那就人为的添加一个作用力，来引导粪便进入容器中。

由于在失重状态下没有引力，苏联采用负压等方法，在太空马桶的收集口处形成强大的气流，将排泄物吸入马桶中。

其中的难点在于密封，所以苏联将设计的太空马桶开口控制在10公分，航天员为此还要专门训练如何上厕所，他们需要让臀部和马桶坐垫边缘完全紧贴，以此达到密封的目的，否则粪便残渣没准会从缝隙中飘散出去。

如何精准将臀部对准太空马桶的开口？

美国还开发出了一套摄像系统，航天员可通过屏幕判断位置是否合适。

后来经过改良，太空马桶还有专门固定航天员双脚的装置，足以保障航天员在上厕所时，不会因失重飘走。

到了近些年，太空马桶的功能越来越多，除了更符合人体工程学设计之外，还具备了分类处理功能，例如尿液分流、粪便压缩干燥、臭味抑制、细菌过滤等。

别以为太空马桶看上去平平无奇，也就造型奇怪一些，但内部技术含量却非常高，当年苏联制造的一个太空马桶，价格高达1900万美元！后来NASA研发了新一代太空马桶UWMS，重约45千克，高71厘米，由钛合金制作，比目前空间站使用的马桶质量要轻40%，体积则小65%，仅设计研发就花了6年时间。

UWMS太空马桶不仅对女性更加友好，还配备了多项先进技术，例如3D打印钛合金风扇分离器，强大的吸力足以完美解决排泄物在失重下的难题，并且还能将排泄物进行干湿分离。

UWMS太空马桶造价高达2300万美元，约1.54亿人民币，一个马桶就要1.54亿人民币，真是大开眼界！航天员产生的排泄物是如何处理的？

3位航天员在6个月内，大概会产生90公斤以上的粪便，空间站内地方有限，这些粪便如果全部存放在空间站，会对空间站造成较大的负荷，不过也不用担心，粪便的处理方法要简单的多，在进行干燥脱水后，余下的粪便固体会随着货运飞船进入地球，在大气层中被燃烧殆尽。

在说尿液的处理方法之前，有必要了解下水资源在空间站内的重要性。

空间站距离地球的高度约为400公里，大气稀薄无比，以每位航天员单日消耗550升氧气计算，180天需要消耗29.7万升氧气。

那么空间站内的氧气是如何来的呢？

我国的天舟二号货运飞船，会定期向空间站运送制氧产品，例如高氯酸锂组成的SFOG（固体燃料制氧）罐，但主要还是通过电解水来获得氧气。

一个水包有20升水，一升水通过电解后可获得620升氧气，也就是说，20升水足以满足一名航天员22天的氧气需求量。

水除了制氧之外，航天员每日还需要喝水，所以单靠货运飞船不停的往返运输水资源，是一件非常耗时且烧钱的行为。

以每位航天员单日产生1750毫升尿液计算，6个月所产生的尿液可高达约965公斤，如此庞大的尿液所占据的体积很大，不太可能随着货运飞船返回地球。

重要的是，尿液中含有大量的水分，对尿液进行回收利用后，一方面可以用来缓解日常饮水需求，另一方面还能通过电解水的方式来获得氧气。

如今的太空马桶早已具备了净化尿液的功能，尿液在经过蒸馏和深度净化等工艺后，就会产生足够纯净的水，缓解货运飞船的运水压力。

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