如何处理宇航员在太空中的排泄物？

　　2016年，美国国家航空航天局(NASA)举办了一场独一无二的挑战赛。又名＂美国宇航局太空便便挑战赛＂。这是一种太空服设计大赛，目的是解决太空中的粪便问题。如果你认为谁会无聊到参加这样的比赛呀，那你就错了。有多达5000支队伍参赛，从初赛开始就竞争异常激烈。
　　第一名的1.5万美元的奖金也很吸引人，人们有此高的兴趣也表明废物处理是太空中的一个重要问题。
　　在地球上，你所要做的就是看到地上的＂可看的东西＂并可以解决。但在太空中，情况就不一样了。此外，尿液和粪便也是重要的资源。让我们快速看看粪便在太空周围的空间发生了什么。不要太担心。因为它没有味道。
　　飞船上的＂粪便＂事件
　　你不需要考虑如何处理地面上的粪便。就是在中世纪的欧洲也用着传统的方法，粪便是挨家挨户扔的，倒在在附近的小巷或小溪里，或者在有些乡村，猪圈和厕所并存着。但是，我们生活在没有空气的宇宙有限空间中情况就完全不一样了。
　　有一个有趣的事就发生在太空中的排泄物上。1969年。在登月前的紧张局势中，＂事件＂发生在阿波罗10号飞机，该太空飞船执行绕月飞行并返回地球的任务。三名船员因漂浮在船内的粪便发生争执。让我们花点时间看看1976年的解密文件。
　　＂啊！谁干的？＂，＂快给我一张手纸，这里有一坨屎飘在空中。＂大便在空中飘＂，＂我的老天！＂
　　许多人认为，之前曾发生过一次或另一起事故的约翰是主要嫌疑人，但他的身份从未被确定。尽管如此，这次被称为＂第一次宇宙大便事件＂和＂身份不明的粪便＂的事件据说是开发利用大气压力吸入排泄物的宇宙飞船厕所的开始。
　　试飞员在NASA的X-15前摆出有点＂奇怪＂的姿势。宇航员不能轻易换上宇航服，上厕所是一个严肃而重要的问题
　　太空中如何处理尿液和粪便？
　　人类最基本的生理活动即使在太空中也不会停止。为此，包括美国宇航局在内的航天开发机构长期以来一直在考虑解决宇航员的大便问题，他们仍在思考一个＂完美＂的解决方案。在没有重力的空间里，排泄物没有外在的拉力(重力)，所以排泄出来的力只有人体在飞船内部推动和游动的力。它可能会损坏或污染航天器内的设备。但是，不能可能无条件地将其弹射出飞船。你想想如果排泄物在外太空漂浮时速度加快，它会以比子弹更快的速度绕地球运行，这会对卫星等造成严重威胁。
　　1961年5月，美国将第一位宇航员艾伦·谢泼德(AlanShepard)用＂自由7号＂送入太空。当时，自由7号是一艘只有一个人可以乘坐得非常小的飞船，预定的太空飞行时间只有15分钟左右。当然，没有厕所等便利设施。然而，在发射当天，由于恶劣的天气和机械问题，自由7的发射被推迟了整整四个小时，与此同时，谢泼德不得不与生理问题作斗争。谢泼德最终穿着他沾满尿液的宇航服离开了地球。这是因为为了解决生理问题，你必须走出飞船，脱掉你的宇航服，然后发射又会被推迟。从太空发展初期，人类就对太空小便问题深有感触。
　　后来，在阿波罗计划中，使用专用小便器解决尿液问题。有了像漏斗一样的小便池。尽管食物和菜单是根据大便调整的，但还是准备了大便袋以防万一。直到第一个空间站Skylab出现，因为有足够的空间安装马桶。
　　解决身着宇航服全副武装的宇航员的生理问题并非易事
　　尿液被回收到饮用水中，粪便被密封储存
　　随着国际空间站(ISS)的出现以及我们在太空中度过的时间越来越长，太空厕所得到了进一步发展。国际空间站上的太空厕所基本上像吸尘器一样工作的。最大的事情(?)你需要在零重力下坐着解决问题，所以脚凳有一个单独的把手。一旦排泄物从体内出来，便被吸入马桶并密封在塑料袋中。以这种方式收集的东西会在处理太空垃圾时被处理掉，装载太空垃圾的货船以正确的轨道发射，在大气中燃烧。其中一些是通过挤压水分、干燥、单独储存并返回地球来处理的。它们还有另一个用途，需要测试以检查宇航员的健康状况。
　　小便比较容易。使用连接到软管的尿液漏斗吸出尿液。收集在废水箱中的尿液可以净化后用作饮用水。国际空间站使用的93%的水在重新使用之前都要经过净化过程。留在国际空间站上的美国宇航局宇航员不仅净化通过呼吸或汗水呼出的水，还净化淋浴后剩余的水、尿液和实验室动物的尿液，用作饮用水。2009年，国际空间站的三名宇航员举办了一场活动，敬酒并饮用通过杯中新安装的净水装置过滤的水。刚喝完水，就感叹＂味道很棒。＂
　　国际空间站的厕所
　　除了净化和回收国际空间站用水的系统外，仅制造和安装马桶的成本就高达2.5亿美元。住在飞船上的时候，你可以在这么昂贵的厕所里拉屎，但是当你在外太空工作，或者在飞船和地面之间来回穿梭时，情况就不一样了。如果在发射航天器或从地球轨道降落到地面时突然出现＂情况＂，那就没有其他办法了。这就是为什么我们为宇航员制作单独的尿布。NASA举办了＂太空便便挑战＂，总奖金为3万美元。对排泄物的意识转变，便便做食物？
　　尽管使用了如此＂昂贵＂的马桶，并拥有完美的净化技术来＂品尝水＂，但在太空中排便仍然不容易。
　　佩姬·惠特森(PeggyWhitson)作为宇航员在国际空间站上总共度过了665天，是美国在太空中时间最长的宇航员。在一次关于太空生活的采访中，他说：＂我喜欢太空生活。除了排便一件事，＂她说。飞船当然不是旅馆，但太空中的＂排便＂实在是太难了，就连受过太空生活训练的航天员都抱怨不已。
　　佩姬·惠特森是在太空中时间最长的美国宇航员。＂我喜欢太空生活，除了排便，＂他说
　　然而，尽管如此繁琐和困难，对空间粪便的看法正在慢慢发生变化。人类不仅在宇宙飞船上飞行或留在国际空间站上，而且在月球或火星上生活也充满挑战。随着粪便越来越有可能被用于远距离太空旅行或长期太空停留的新用途，对粪便的看法也发生了转变。对于长期在太空旅行的宇航员来说，食物采购尤为重要。为此，有团队正在开发一种可以通过回收粪便来制作食物的技术（一般人还真接受不了）。
　　事实上，美国宾夕法尼亚州立大学的研究人员已经开发出一种将微生物与人类排泄物结合起来制作食物的系统。由于国际空间站上的宇航员正在将他们的尿液回收到饮用水中，因此粪便被回收用于食物也就不足为奇了。尽管这项由NASA的研究资助进行的研究仍处于起步阶段，但它已被公认为将人类送上火星的一项必不可少的技术，从而推动了其商业化。研究人员相信，与在火星上种植西红柿或土豆相比，回收人类废物将更快、更现实。
　　电影《火星救援》中的场景。独自留在火星上的主角马克沃特尼成功地利用船员留下的粪便种植土豆为什么粪便在太空中得到特殊处理
　　《火星救援》中，马克沃特尼独自留在火星上，成功地利用真正船员留下的粪便种植土豆。他们需要的营养和细菌是由船员的排泄物提供的。就像电影中一样，人类利用排泄物获取太空生存和生命所需的食物的那一天终将到来。这就是粪便在太空中得到特殊处理的原因。
　　顺便问一下，我一开始介绍的＂太空便便挑战＂比赛是怎么结束的？一等奖给了Cardon博士，他提出了在宇航服腹股沟附近打一个小洞的想法。据说有一个锁定装置可以防止空气逸出。第二名是SPUDS团队，他们提出了一种太空服，看起来像运动员在体育赛事中穿着的局部防护罩。空气流经防护罩的前后，该气流用于排出排泄物。最后，第三名想到了将粪便储存在宇航服内的想法。它是一种杀菌方法。美国宇航局表示，他们计划将一些获奖作品应用于真正的太空服设计中。
　　在美国宇航局主办的＂太空便便挑战＂中获胜的宇航服
　　宇航员希望将哪些想法商业化？无论采用什么想法，宇航员可能都会做出同样的反应。＂难道就没有更方便、更创新的方式吗？＂很明显，太空中排泄物处理的研究将会一直持续到我们停止太空挑战的那一刻。