科普博覽：造價1.5億的馬桶上太空了


圖片來源：Pikist
當巴茲·奧爾德林（Buzz Aldrin）在1969年踏上月球表麵時，他整個人感覺既“輕飄飄”又激動得“渾身起雞皮疙瘩”。他是第二個站上另一個世界地麵的人，眼前景觀壯觀異常。
他做的第一件事情就是檢查自己腳下的土地。“我立刻低頭看向自己的雙腳，沉迷於月球塵埃的奇異特性之中。”這位阿波羅號宇航員在自己的一本回憶錄中如此寫道，“如果有人踢一腳沙灘上的沙子，揚起的沙粒會有快有慢地往四麵八方飛散出去。但在月球上，塵土同時向各個方向精準無誤地飛散開來，而每粒塵埃落地的遠近幾乎相同。”
他做的第二件事情就是小便。
奧爾德林，第一個在月球上小便的人（他腰上綁著一個特殊的尿液收集裝置），是數百名幹著不平凡事情、又做出最平凡舉動的宇航員之一。自人類第一次進入太空後的近60年內，工程師們認認真真鑽研著宇航服、航天飛船和太空艙的技術，以適應這種地球人最普遍的行為，他們的努力持續至今：現在，宇航員們正積極準備，在國際空間站上安裝一個全新的廁所。
NASA在這個“通用廢物處理係統”（Universal Waste Management System）上投入了2300萬美元（約合人民幣1.5億元），讓它成為了全宇宙最昂貴的廁所。這個私密的場所代表著NASA地外盥洗設備的最先進技術。比起舊版廁所，新版更小，也更輕便，動手維護起來也更容易。因為如果太空廁所漏水了，宇航員可沒辦法打電話叫管道工。廁所內的金屬管道是3D打印產物，還耐酸腐蝕，因為宇航員用酸來處理尿液，轉化成自己的飲用水。

通用廢物處理係統。圖片來源：NASA
但是，最重要的新特征就是能讓宇航員完成我們大部分人在地球上習以為常的操作。由於沒有更委婉的表達方式，所以我就明說了：目前國際空間站上的馬桶沒法同時大小便。
這對宇航員群體中的女性尤為重要，對她們來說，這兩大身體功能更難以分開進行。多年來，女宇航員一直小心翼翼地讓自己對準漏鬥口，和同事交流太空如廁的最佳技巧，並不得不使用並非為女性身體打造的廁所硬件。
正如一本倍受喜愛的兒童暢銷書中所寫，每個人都要大便。盡管宇航員使用廁所時，無法像在空間站健身房鍛煉和床上睡覺一樣輕鬆自如，他們還是很願意談論自己的如廁過程，有時候甚至很渴望交流。想一想邁克爾·科林斯（Michael Collins），他是阿波羅11的宇航員之一，當奧爾德林和尼爾·阿姆斯特朗（Neil Armstrong）降落在月球表麵時，他一個人留在了環月球軌道繞行的太空艙中。在登月結束後的幾十年內，媒體記者狂轟濫炸般地詢問科林斯，一個人如此孤獨的感覺如何，即使他一再堅稱當時感覺還不錯。去年，當我問他，是否希望人們提其他問題時，他的回答是：“你在太空裏怎麽上廁所？”沒人曾問過他這個問題，他很渴望告訴大家答案：“小心翼翼。”
上廁所成了精細活
太空馬桶和你家浴室裏的馬桶看上去不太一樣。使用空間站老一代廁所的時候，宇航員將尿液排入手持漏鬥內，而大便則排入看上去比傳統馬桶座小一點的馬桶中。每個設備內部的風扇將排泄物從體內吸走，在一個萬物漂浮的環境中，這一功能非常重要。尿液被轉化成第二天的水，而糞便則被壓縮入可移動容器中，最終放入特殊的太空垃圾飛船，一起進入大氣層，如流星般燃燒殆盡。對於男性和女性來說，上廁所都是一項精細活兒。拿著漏鬥，盡量貼近身體，切斷氣流，液體最終匯聚在漏鬥頂部。如果沒有緊貼馬桶座，排泄物就會逃逸出來。如果在開始排泄之前忘記開風扇，就等著一團糟吧。

國際空間站美國太空艙內的廁所。圖片來源：JACK FISCHER/NASA
這種馬桶結構對女性來說更具挑戰，因為女性更容易受到“雙重夾擊”，這是NASA對於同時大小便廣為流傳的委婉說法。NASA的宇航員傑西卡·梅爾（Jessica Meir）告訴我說：“既要坐在馬桶座上，還要拿著漏鬥讓小便去需要去的地方，這種操作有點兒難度。”在美國休斯頓的約翰遜太空中心（Johnson Space Center），宇航員們在建於遊泳池內的空間站模擬艙中練習太空行走，也在同一建築內，還有專門的指導老師訓練宇航員如何使用並修理廁所（在練習和實際情況中，他們都穿著紙尿褲）。
梅爾說，如果想要弄明白舊版的馬桶管道怎麽工作，充足的訓練非常重要。但是，有關實際使用方法的最佳建議則來自她的宇航員同事們。去年，當梅爾進入空間站的時候，她最好的朋友克裏斯汀娜·科赫（Christina Koch）已經在那兒了。科赫向她展示了怎麽擺姿勢，哪些扶手和腳步固定裝置最有幫助。“實際上，我發現，即使其他女性無法做到，我也能夠用現有的馬桶順利大小便。所以，解剖學上的差異肯定存在，又或者也許隻是技巧差別。”梅爾說道，“意識到自己能做到，我不禁鬆了口氣——如果我做不到，就太心煩了！”
最新的設計專門考慮了女性生理解剖特征。如此一來，通用廢物處理係統的意義就不僅僅是馬桶了——它還象征著最初20年裏隻將男性送上過太空的美國太空項目終於與時俱進了。雖然男性仍然是NASA宇航員大軍的主力成員，但如今女性宇航員的數量比以往任何時候都多，於是NASA意識到必須要調整自己的技術，迎合女性的需求。妮可·斯托特（Nicole Stott）是一位退役NASA宇航員，曾經兩次飛往太空站執行任務，她告訴我說：“是時候（改變）了。”
NASA為了設計新係統征詢了不少女宇航員的意見，斯托特就包括在內。盡管基礎設定保持不變，根據項目經理梅麗莎·麥金利（Melissa McKinley）的說法，工程師已經“徹底重構”了排尿漏鬥，以更好地適應女性的生理構造。他們還改變了漏鬥和馬桶座的位置，讓女性能夠更加舒適地同時使用。他們還設置了一個額外福利：在“解放”自己之前，宇航員不必親自開啟馬桶風扇，隻要他們從支架上一取下尿液漏鬥，或者掀起馬桶蓋子，風扇就會自動啟動。
這可能看似莫名其妙，甚至有些荒謬，因為早在半個多世紀前，這個龐大的機構已經把人類送上了月球，但直到今年，才能讓宇航員同時上大小號。其實問題早在NASA實現把人送上月球這一偉大成就之時就已出現。空間站美國區域現有的廁所是在上世紀90年代研發出來的，使用的是前蘇聯模型。當年美國和俄羅斯宇航員的性別平衡比現在還失調，所以男性的生理結構和需求主導了這一設計的產生。宇航員在航天飛機上使用的是同樣設計的廁所。
這種拙劣的設計讓斯托特和梅爾想到了NASA用來完成太空行走的宇航服。去年，NASA被迫改組太空行走任務，因為空間站沒有足夠的宇航服同時給科赫和安妮·麥克萊恩（Anne McClain）穿——她們兩個都需要穿中號宇航服。一位男性宇航員最終代替麥克萊恩執行了太空行走任務。在NASA的宇航服衣櫃裏，大部分設計出自上世紀70年代，目的是通過部件混搭實現可定製的宇航服。在90年代，因為預算削減，已停止生產最小號的宇航服，而且在2019年之前，NASA從未計劃過同時有兩名女宇航員參加的太空行走任務，空間站根本沒有為女性成員準備足夠的服裝。
NASA的下一批宇航服願景是為更多樣化的宇航員量身定製，而且在接下來的10年內，該機構希望能夠重返月球。NASA想要在其最新的月球探索項目——阿爾忒彌斯計劃中將第一位女性送上月球（該計劃以古希臘神話中的月亮女神命名）。而最新的太空廁所技術也將能夠在月球上為女宇航員提供服務：除了送上空間站的廁所之外，NASA還在給送宇航員登上月球的太空艙建造廁所，目前仍在研發中。
作者：MARINA KOREN
翻譯：阿金
編輯：魏瀟
引進來源：The Atlantic
引進鏈接：https://www.theatlantic.com/science/archive/2020/10/space-toilet-nasa-women/616686/
本文來自：環球科學



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