神九飞船行将发射 飞天抽气马桶原理揭秘

By | 2020年7月28日

建材网】近日,定于6月16日发射的神舟九号飞船成为关注话题。据了解,此次神舟九号搭载2男1女三名飞行员将在太空停留10~20天。这也是我国载人航天史上首次出现女航天员。
  
  飞行员在太空中的生活一直是人们话题的焦点,一些平常举手投足间便可以完成的事,在太空中就成为难事。比如大小便这样的日常行为,在太空中完成起来就没那么容易了。失重条件下,尿和粪便不会像在地面那样自然地向低处流动,如果没有一套保障设施的支持,事情就可能变得很困难,甚至会弄得很狼狈。
  
  载人航天初期,航天员多为男性,可将尿液直接撒进尿袋中封起来,大便时,将便袋口套在臀部上,再用胶布粘连进行排泄。后期就进行了改进,如美国在“天空实验室”中,装有小便漏斗,尿液经管道抽入一个容器中处理。在舱壁上设有侧孔式厕所,大便时将臀部塞入便座中,双手抓住两边的把手,以免身体飘飞。大便用气流抽入一个袋中,水份和气体经过滤网进入容器中处理,固体物质则由便袋收集,随后处理。
  
  有了女航天员,怎么办?这确实使航天科技工作者费了一番脑筋。美国航宇局为在航天飞机上设置男女都适用的马桶,对女性的小便过程进行了深入细微的研究。他们聘用了几名自愿帮忙的女性,演示了排尿的全过程,然后对过程的录像进行研究,研制了男女共用的太空抽气马桶。不过,男人就被女性化,需要蹲坐着小便了。
  
  大小便时,将臀部坐在便座上,马桶盖自动打开,然后将固定带系在腰间,以防止身体飘浮,为保险起见,在马桶的一边还设有把手。小便经导管被吸走,大便则经吸嘴由空气吸走。在把手的下方有一个控制杆,扭动控制杆可调节吸嘴的空气流量,部分粪便进入样品收集袋,经冷冻贮存,较后带回地面,供化验研究之用。屎尿的臭气经过滤器排除。
  
  便后起身,马桶盖自动封闭,里面形成真空,粪便迅速干燥,固体部份定期抛到舱外,让其进入大气层中烧毁,液体部份经再处理后作为非饮用水使用。
  
  据悉,此次“天宫一号”用的也是抽气马桶,大小便是分开收集,考虑女宇航员上天的需要,大便收集器的高度、相对位置有了局部修改,还有女性专用设备。
  
  为适应空间站这样的大型航天器多乘员长期飞行的需要,逐渐形成了“空间厕所”的设计概念,其要点如下:
  
  1)尿收集器与粪便收集器一体化设计,形成组合式的大小便收集装置,根据飞行任务的周期和乘员数量确定设计容量。
  
  2)基本结构设计应适应男性、女性航天员通用,考虑到生理结构的不同,在男性、女性小便收集器的设计和使用上有所区别;人机界面的设计尽量接近地面使用习惯,便器结构、使用姿势和方法等都与地面状态类似。
  
  3)尿与粪便分别收集和储存,尿液集中后作再生处理,粪便收集后利用舱外真空环境进行压缩干燥处理,并严格消毒。
  
  4)半自动操作,摒弃人工处理环节。