近日，美国耐力号载人“龙”飞船因厕所中的爆破盘破裂，导致与“国际空间站”的对接时间延迟了30多分钟。这一小插曲虽然未对航天任务造成实质性影响，但再次将公众的目光引向了太空厕所这一特殊而重要的设施。 在太空生活中，航天员面临的诸多挑战中，上厕所无疑是最为棘手的一项。由于载人航天器内处于微重力环境，水不会自然下流，因此传统的抽水马桶在这里无法派上用场。取而代之的是抽气马桶，它依靠气流将排泄物带走，使用时航天员必须紧贴马桶边缘，确保密封性，其工作原理类似于吸尘器。 早期的太空抽气马桶设计相对简易，与塑料套相连，如厕后需快速关闭橡皮阀，将排泄物导入不透气的橡皮口袋或尿液储存箱。然而，这种方法因可能污染空间环境而逐渐被弃用。现代太空抽气马桶则更为先进，分为大便器和小便器两种，设计更加精准高效，同时考虑到了防止交叉感染和提高使用效率的需求。 然而，即便硬件设施完备，太空如厕仍需解决人体“配合”的问题。航天员在执行任务前需接受如厕技术训练，确保自己臀部与马桶座部的相对位置准确无误，否则排泄物可能在微重力环境中四处飘散，造成“灾难”。此外，宇航员在太空中放屁也需谨慎，以免因反作用力被推走或污染航天器环境，甚至引发爆炸。 太空厕所系统出现故障并非罕见。历史上曾多次发生因厕所系统故障导致宇航员陷入困境的事件。例如，美国航天飞机上的小便装置曾因出口处结冰而堵塞厕所，使得机上的宇航员几乎陷入困境。而“国际空间站”上的厕所也曾因泵分离器进水故障导致宇航员遭遇“如厕难”。 美国载人“龙”飞船的厕所设计虽然相对先进，拥有360度视野和伸缩式马桶等特色，但也多次出现故障。如风扇机械故障、尿液泄漏等问题，迫使宇航员在返航途中穿上“尿不湿”。这些问题暴露出太空厕所系统在技术上面临的挑战。 客观来看，太空厕所系统容易出现故障的原因主要有三方面：一是环境特殊，微重力环境要求厕所系统必须具备特殊的收集和处理系统；二是技术受限，太空马桶的设计需考虑人的生理需求、设备重量、体积和维护便捷性等多重因素，技术复杂性增加了故障风险；三是维护不当，太空任务的特殊性和复杂性使得太空马桶的维护和修理难度大增。 太空厕所系统的“失灵”不仅带来卫生问题，还可能威胁到航天员的健康。美国曾在空间站厕所中发现对抗生素具有高耐药性的细菌菌株，这些细菌有可能进化成致病细菌，导致宇航员患病。因此，更新升级太空厕所一直是科学家研究的重要课题。 为了应对这些挑战，各国科学家和工程师不断努力研发新型太空马桶。例如，美国曾斥巨资从别国订购太空马桶，但效果并不理想。后来，美国又研发了新型“通用废物管理系统”太空马桶，采用3D打印的钛合金风扇分离器等技术，提高了尿液回收效率和净化能力。 中国太空厕所的发展也经历了从“尿不湿”到真正意义上的太空厕所的跨越。神舟六号载人飞船安装了大小便收集器，采用半自动废物收集和处理系统。而到了天和核心舱和问天实验舱时代，中国空间站配备了先进的抽气马桶，采用钛合金材料、可闭合帘子等设计，为航天员提供了相对独立的私密空间和多重安全保障。 中国空间站的太空厕所技术已跻身国际先进水平。其尿液处理系统能将90%左右的尿液转化为可循环利用的水，这一指标已达到国际领先水平。同时，太空厕所的关键部件采用高品质材料，具有良好的耐用性和稳定性；系统还做了冗余设计，以确保即使某个部件出现故障，也能保证基本功能正常。 展望未来，随着世界航天技术的发展，相信会有更多更适合太空环境的厕所系统被研发出来。这些新型太空厕所将助力人类更安全、稳定、舒适地执行长期太空任务，为探索宇宙的奥秘提供有力保障。 |
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