近日,阔别已久的神舟十八号顺利返回地球。
值得注意的是,在他们返回地球之前,不但要处理好一切工作上的交接,还要完成另一个十分重要的事情。
那就是处理好他们3人在太空中,这些天的上百斤排泄物。
对此,有部分好奇的网友表示疑惑,他们在如此失重的太空中,究竟是怎么进行饮食的,又究竟是怎样上厕所的呢?
你绝对想不到的太空饮食作为人类,饮食一直是我们生活中不可缺少的一部分。这看似简单日常的生活行为,在太空中却很难进行。
事实上,最早期的太空饮食,可以追溯到苏联时期。
由于当时技术条件有限,航天员往往食用铝管包装的流质食物。这些食物往往需要通过挤压铝管,以"嘴对嘴"的方式食用。
值得注意的是,这种"嘴对嘴"的方式虽然解决了失重环境下进食的基本需求,但不能给宇航员带来良好的用餐体验。
此外,这种食物的种类也十分有限,主要是一些果酱、肉糜等容易吞咽的流质食品。
随着航天技术的不断发展,我国科研人员在总结了苏联时代,航空食品种类不足的同时,也开始探索更加多样化和便捷的太空食品解决方案。
终于,在2003年神舟五号任务中,杨利伟乘坐飞船进入太空时,携带了我国自主研发的以冷餐为主的即食食品。
其中,最吸引人眼球的,是一种专门定制的太空月饼。
据了解,这些月饼经过科学配比不会产生食物碎屑,这样既保证了航天器的清洁,又满足了航天员的味蕾。
从那以后,中国的航空食品,进入了一个迅速地发展阶段。到2008年神舟七号任务时,我国太空饮食系统,已经有了多个重大突破。
在研发人员的不懈努力下,航天员们不仅可以享用传统的冷餐食品,还能通过特制的加热装置,将食物加热至适宜温度食用。
这种热食系统的研发成功,不仅提升了食物的口感,也扩充了很多菜品的种类,为航天员提供了更多样化的选择。
在随后的神舟十号及后续航天任务中,航天员甚至还可以根据个人喜好,预先定制好自己想吃的菜单。
为确保食物在失重环境下方便食用,航天员在选择完菜品后,研发人员还会再次经过一些特殊的烹饪和包装。
经过一系列的操作,这些航天食物不仅满足了航天员的营养需求,还避免了大量的漂浮垃圾。
除了吃饭问题外,另一个值得关注的就是,宇航员在太空中的饮水问题。这个看似简单的日常需求,在太空环境中却面临着巨大的挑战和复杂的技术难题。
由于运载成本高昂,每公斤淡水运送到太空的成本高达几十万元。
考虑到每位航天员每天至少需要3公斤饮用水,长期载人航天任务中的供水问题就显得十分重要和紧迫。
为解决这一难题,航天科技工作者开发出了先进的尿液处理回用技术。
据了解,这项技术的核心是,通过专业设备,将航天员的尿液转化为可饮用的纯净水。
这项技术虽然听起来有些难以置信,但却是建立在严谨的科学原理和先进的工程技术基础之上的。
具体的处理过程包括多个环节:首先,要用专用的设备,将尿液收集并输送至处理装置。
然后,通过物理过滤、化学过滤和生物过滤等多重工序,去除各类杂质和代谢物。
最后,经过严格的消毒杀菌程序,采用紫外线照射、臭氧处理等多重手段,确保水质安全。
值得注意的是,经过处理的再生水不仅达到饮用水卫生标准,其纯度甚至超过了地面的普通饮用水。
这种水循环利用系统大大减轻了补给压力,为长期太空任务提供了可靠的供水保障。
除了喝水和吃饭的问题之外,太空生活中洗澡、上厕所等日常需求,也有着十分特殊的处理方案。
如何在太空中洗澡和上厕所在太空中失重环境的影响下,传统的淋浴洗澡方式会让水珠漂浮得到处都是。
这不仅会影响航天员的活动,更可能会渗入到精密的仪器中,造成设备故障,甚至危及整个航天任务的安全。
为了解决这一特殊环境下的个人卫生问题,研究人员为宇航员研发出了一种特制的免洗浴液和专门的湿毛巾。
这些湿毛巾经过特殊处理,具有良好吸水性和清洁能力的同时,还不会在使用过程中产生飘散的水珠。
洗澡时,航天员们会来到一个特定的区域内,这些区域通常配备了专门的通风系统,能够及时收集和处理可能产生的水汽。
除了单纯的洗澡之外,洗头也是一个值得关注的问题,尤其是对于女航天员来说。
事实上,女宇航员洗头只需戴上一种特制的免冲洗头罩,便能很顺利的完成这项清洗工作。
据悉,这种头罩的设计非常巧妙,只需将特制的洗发液均匀涂抹在头发上,然后戴上头罩,通过其内置的清洁系统去除污垢后,便能利用干燥装置将头发吹干。
此外,对于女性航天员来说,还需要特别注意的就是生理期的问题。
为了更好地解决这一状况,航天中心专门设计了适合太空环境使用的卫生用品,确保女性航天员在特殊时期也能保持良好的个人卫生。
此外,男性宇航员理发和刮胡子等日常生活需求,也都有相应的解决方案。比如特制的电动剃须刀和理发器,这些工具都配备了收集装置,防止毛发飘散。
在这些特殊的太空生活设施中,最令人感到不可思议的就是太空马桶。
这个看似普通的设施,实际上凝聚了航天工程师们的智慧结晶,是一个集机械、电子、环保等多项技术于一体的复杂系统。
据了解,太空马桶采用了多项先进技术。值得一提的是真空吸附系统,它可以通过强大的吸力确保排泄物不会在失重环境中漂浮,而是被直接吸入收集装置中。
为了保证使用安全,该系统还配备了多重密封装置和备用系统。
此外,太空马桶还配备了智能感应系统,能够自动区分大小便,并进行分别处理。这种智能化设计不仅提高了使用便利性,也确保了处理过程的精确性和效率。
抽气装置是太空马桶的另一个关键组成部分,负责将废物吸入收集器,并能有效分离液态和固态废物。
这个装置采用了特殊的离心分离技术,能在失重环境下实现废物有效分类的同时,还具备除臭和消毒功能,确保舱内环境清洁。
然而,即便是有了如此高科技的马桶,太空排泄物的处理,也是航天科技工作者们,维护空间站环境卫生的重要工作之一。
如何处理太空排泄物据了解,太空排泄物的处理方式主要分为两种。对于固体废物,一种常见的处理方法是高温焚烧。
由于焚烧后的灰烬中包含了大量关于宇航员骨密度变化、代谢水平等身体状况的信息,因此,灰烬通常被保存下来,用于后续的科学研究。
另一种处理方式是将废物装入专门的容器,随着废弃的货运飞船一起投弃。
这些容器会在重返地球大气层时燃烧殆尽,既解决了废物处理问题,又不会对地球环境造成污染。
以最近的神舟十八号任务为例,由于没有专门的货运飞船用于废物处理,大部分排泄物可能会被带回地球。
这些样本将成为科学研究的重要对象,科研人员可以通过分析这些样本,深入了解宇航员在无重力环境下身体各项指标的变化。
这些研究结果不仅对于评估当前宇航员的健康状况很有价值,更为未来可能的长期太空任务提供了重要的参考依据。
当然,将这些样本带回地球也并不是一件容易的事。
科研人员往往需要采取严格的处理措施,确保这些样本在运输和分析过程中,不会对地球环境造成任何污染。
回顾太空的饮食和排泄物处理的发展历程,我们可以看到航天科技的巨大进步。这些进步,实际上反映了整个航天科技的飞速发展。
从最初简单的应对措施,到如今的系统化解决方案,每一步都凝聚着航天工作者的智慧和汗水。
总的来说,太空排泄物处理这个看似平凡的话题,实际上折射出了人类征服太空的决心和智慧。
随着技术的不断进步,相信未来的太空生活会变得更加舒适和高效,为人类探索宇宙的伟大事业提供坚实的后勤保障。
信息来源:
国际在线:世界卫生日|航天员在“太空之家”如何保持清洁卫生?