美国东部时间4月1日,美国执行“阿耳忒弥斯2号”载人绕月任务火箭发射升空,四名宇航员搭乘“猎户座”飞船开启为期10天的绕月之旅。飞船发射以来,让宇航员和地面控制人员头疼的是,专门为任务研发的“太空厕所”故障不断,一直无法正常使用。太空厕所究竟是什么样子?宇航员在太空中如何如厕?
“通用废物管理系统”
为“太空如厕”而生
当地时间4月1日18时35分(北京时间4月2日6时35分),美国国家航空航天局(NASA)“太空发射系统”(SLS)Block 1运载火箭搭载“猎户座”(Orion)飞船,从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。这是自1972年12月“阿波罗17号”任务以来,人类时隔50多年后重新飞向月球。但是,令宇航员和地面控制人员头疼的是,专门为任务研发的“太空厕所”故障不断,一直无法正常使用。
根据美国航空航天局官网信息,“猎户座”飞船搭载的厕所名为“通用废物管理系统”,专为解决长期困扰宇航员的“太空如厕”问题研发。“阿耳忒弥斯2号”任务是1972年美国阿波罗17号登月任务结束后美国首次载人飞向月球。在“阿波罗”时代,狭窄的飞船内没有厕所,宇航员排尿使用橡胶收集套和软管装置,排便则须将专用塑料袋贴在身上。在失重条件下,贴上袋子已足够困难,宇航员“方便”后还必须手动混入一包杀菌剂,以防密封袋内滋生细菌和产生气体。这种方式容易发生“泄漏”。据美国媒体报道,在阿波罗8号任务和阿波罗10号任务中,宇航员都不得不手动收集飘浮在舱内的“异物”。美航空航天局在阿波罗登月计划结束后发布的一份报告中承认,就宇航员们的满意度而言,“废物处理必须打低分”。
后来,研究人员设计出可在微重力环境下工作的真空废物收集系统,美国航天飞机和国际空间站上早期均使用了这种系统,但该系统存在明显局限性,没有为女性考虑,也不能同时处理尿液和粪便,而且只用帘子较低程度地保护隐私。
研发十年
未来适用月球火星任务
据《科学美国人》杂志介绍,“阿耳忒弥斯2号”使用的“通用废物管理系统”研发历时超过10年。美航空航天局2015年与美国柯林斯航空航天公司签署合同,期望能够解决有关太空厕所的根本问题,且能适用于美航空航天局计划开展的月球和火星任务。
“通用废物管理系统”使用3D打印钛金属制成,采用轻量化和标准化设计,以适配不同类型的航天器。该系统的首个版本于2020年在国际空间站上进行了测试,经过进一步调整后安装到“猎户座”飞船上。
该系统利用真空吸力将尿液和粪便吸入适当的容器中保存处理,用于吸尿的漏斗和用于排便的坐便器可同时使用,更能符合女性宇航员需求。此外,该系统还配备了帮助宇航员在微重力环境下保持稳定的脚部束缚带和扶手,甚至还有一扇门可以更好地保护隐私。
然而,“猎户座”飞船上的这套新型厕所在1日发射后不久便出现故障。地面任务控制中心指导宇航员修复了故障。但不久后厕所再次出现故障,工程师们怀疑管道可能结冰堵塞,导致尿液无法排出飞船外。宇航员还报告厕所传出“烧焦的气味”。这种情况下,地面任务控制中心已指示宇航员们更多使用备用的尿液收集袋。
“猎户座”项目副经理黛比·科思表示,太空厕所始终是一个挑战,之前航天飞机上的厕所也常出现故障。“阿耳忒弥斯2号”任务管理团队主席约翰·霍尼克特说,宇航员目前“还好”,“他们接受过如何应对这种情况的培训。”
据新华社