宇航员|什么马桶能值1.5亿？看完发现是自己不配
【宇航员|什么马桶能值1.5亿？看完发现是自己不配】
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本文授权转载自 DeepTech深科技（ID：deeptechchina）
价值 2300 万美元（约 1.5 亿元人民币）、3D 打印钛金属零件、男女通用 ， 这些标签属于国际空间站即将装配的高科技产品：新一代太空马桶 。
美国东部时间 10 月 2 日晚上 9:16 ， 美国航空航天局（NASA）商业货运提供商诺斯罗普 · 格鲁曼公司（Northrop Grumman）向国际空间站发射补给任务 ， 执行本次任务的天鹅座货运飞船载有约 3.6 吨的科研物资、机组人员补给和相关设备 ， 其中最值得关注的任务之一 ， 就是把这样一台 “史上最贵” 的太空马桶送到空间站 ， 让宇航员们展开测试 。
这套马桶的官方称呼 ， 其实叫做通用废物管理系统(UWMS) ， 它重 45 公斤 ， 高 71 厘米 ， 大约是目前空间站所使用俄制马桶的一半 ， 此外 ， 旧马桶更适合男性 ， 而新马桶的设计也更多考虑到了女性航天员的需求 。
NASA 方面表示 ， 这只是升级的一部分 ， 在国际空间站上安装的新马桶不仅能使空间站宇航员们的生活变得更好、更高效 ， 该系统还将装配在新的猎户座飞船上进行测试 ， 这是阿耳忒弥斯登月计划乃至火星登陆计划的一部分 ， 新马桶将更适合在未来的深空探测任务中使用 。
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图｜新一代太空马桶：通用废物管理系统 （来源：NASA）
暗藏黑科技 ， 能让尿变水
宇航员们如何在太空中使用卫生间？这是人类步入太空时代以来的老问题 。
由于重力缺失 ， 人类最基本的排泄过程变得极具挑战性 。 而随着下一次 SpaceX 的载人飞行 ， 空间站的人口将从 6 人增加到 7 人 ， 商业载人航天也呈现出常态化趋势 ， 太空马桶的使用频次随之增高 ， 宇航员们在太空计划中通常要执行数十天乃至数月的任务 ， 如厕问题是刚需中的刚需 。
那么太空马桶是怎么工作的呢？冲水当然是不可能的 ， 在没有重力的情况下 ， 太空马桶利用的是强劲气流吸力 ， 将尿液和粪便从身体中抽离并吸入适当的容器中保存处理 ， 防止满天“飞翔” 。
UWMS 开发的一个新功能是打开马桶盖时自启动吸力气流 ， 这还有助于马桶气味控制 。 根据宇航员们的调研需求 ， 它拥有一个更符合人体工程学的设计 ， 减少了清理和维护时间 ， 与目前的空间站马桶相比 ， 它的体积小了 65％ ， 重量轻了 40％ ， 装配由柯林斯航空航天公司开发的 3D 打印钛金属双风扇分离器 ， 产生强大的气流代替重力 ， 将宇航员的尿液和粪便吸进马桶 ， 同时新材料足以抵抗尿液预处理中所有的酸性物质 ， 大幅提升马桶的耐腐蚀和耐用性 ， 减少在预定计划之外进行维护的成本 。
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图｜科研人员展示导尿软管（来源：NASA）
宇航员可使用特殊形状的漏斗和软管吸尿 ， 漏斗可以方便地进行更换或取出进行消毒 ， 并能使用坐便器进行排便 。 漏斗和坐便器可以同时使用 ， 这满足了很多女航天员的需求 ， UWMS 的坐便器看起来口径很小 ， 但在微重力条件下非常理想 ， 它提供了理想的身体接触面 ， 以确保一切尽在掌控之中 。
由于每个人在如厕时的姿势都不一样 ， 宇航员的一致反馈表明传统的大腿绑带很麻烦 ， UWMS 配套设施还包括了脚约束和把手装置 ， 供宇航员使用 ， 以防身体漂浮 ， 另外 ， 卫生纸、湿巾和手套会被收集到防水袋中集中处理 。
花在如厕上的时间越少 ， 宇航员们就有更多的时间集中在科研和其他高度优先的太空任务上 。
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图｜新型太空马桶的设计构造（来源：NASA）最高大上的改进是 ， UWMS 集成了最先进的尿液回收功能 。 是的 ， 宇航员的尿液排出后 ， 经过这个马桶过滤和处理 ， 可以变为水 。
美国宇航员杰西卡 · 梅尔（Jessica Meir）解释说：“我们回收了空间站 90% 的水基液体 ， 包括尿液和汗液 。 我们试图在空间站上做的是模拟地球自然水循环的元素 ， 最大化回收水资源 。 说到我们在国际空间站的尿液 ， 今天的‘咖啡’或许就是明天的咖啡！”
UWMS 的核心设计理念是可以很容易地集成到不同的航天器和生命支持系统中 ， 在宇航员长时间生活和工作的太空舱平台上 ， UWMS 装有尿液预处理剂量泵 / 预处理质量指示装置 ， 能把经过预处理的尿液送入再生系统 ， 回收水分供进一步使用 。
其中应用到的一项黑科技为氨的电化学氧化技术 ， 能将人类尿液中的尿素转化为氨 ， 氨是由氮和氢组成的小分子 ， 氧化反应则可以分解这些分子 ， 氨氧化可用于太空中生产氮气、水和能量 ， 是未来长期太空任务的关键需求 。
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