尼爾·阿姆斯特朗和巴茲·奧爾德林。來源:NASA
1957年10月4日，前蘇聯R-7洲際彈道導彈搭載着俄羅斯第一顆人造衞星成功發射升空，美蘇之間的太空競賽也正式拉開了帷幕。
隨後，蘇聯還成功發射了月球1號、月球2號、月球3號，還將尤里·阿列克謝耶維奇·加加林(YuriAlekseyevichGagarin)送上了太空，完成了世界上首次載人宇宙飛行，實現了人類進入太空的願望。
這時候美國坐不住了，世上第一顆人造衞星、第一次月球探測和第一艘載人飛船這三個重要的節點全給前蘇聯拿下了。但在加加林上太空僅僅23天之後，1961年5月5日，艾倫·謝潑德(AlanShepard)搭載自由7號成功發射升空，成為了第一個進入太空的美國宇航員，也是人類歷史上的第二個。
尷尬的發射
謝潑德在發射的時候經歷了一些小小的意外，其實本來謝潑德這次的任務時長並不長，只有區區15分鐘左右，但是在發射台上，謝潑德足足等了5個小時都還沒能發射，在火箭裏坐着了這麼久，謝潑德想要上廁所小便了，但是當初NASA的工程師根本沒想過上廁所的情況，謝潑德身上佈滿了醫用傳感器，如果弄濕了的話，這些傳感器就會失效，但最終，控制中心還是隻能讓謝潑德尿在了自己的宇航服裏。
自此之後，人類就一直和自己的排泄物在太空中作鬥爭。
太空廁所的歷史
1962年，JohnGlenn搭載水星計劃的友誼7號成功升空，成為了第一個繞行地球的美國人，在任務中，NASA為Glenn配備了一種外形類似避孕套的尿液裝置，由於特殊的外形，這個尿液裝置只能給男性使用。這個尿液收集器與塑料管、閥門、夾具和收集袋連接在一起，不過這個尿液收集系統效果並不算很好，有時候還會泄漏。
1963年，宇航員GordonCooper搭載最後一次水星任務升空，任務時長持續大概34個小時，繞了地球22圈，這次，NASA為Cooper準備了一套尿液收集系統，這套系統可以在單人太空艙內使用。但這次任務進行的並不順利，就在任務快要結束的時候，太空艙的系統一個接着一個失靈，最後Cooper不得不手動駕駛飛船返回地球，着實驚險萬分。後來檢查發現，原來是這套尿液收集系統的尿袋發生泄漏，尿液進入到電子元件中，導致這些自動化系統失靈。
而在雙子座計劃中，NASA首次與宇航員的糞便打起了交道。
作為水星計劃到阿波羅計劃的過渡，雙子座計劃主要任務是研究、發展載人登月的技術和訓練航天員長時間飛行及艙外活動的能力。為了證明人類可以在太空生存兩個星期，JimLovell和FrankBorman執行了時長達14天的雙子座7號任務，這在當時是時長最久的載人任務。
但他們當時仍然沒有廁所，如果他們想要大便的話就只能用一個粘在屁股上的袋子，排便之後，他們還需要把袋子密封，並對袋子進行揉捏，好讓液體殺菌劑能夠和糞便混合起來，殺滅糞便裏面的細菌，免得細菌繁殖導致袋子脹氣爆炸。由於這種操作非常令人厭惡並且會花費大量時間，宇航員在任務前都會進食低殘留食物和瀉藥。
到了阿波羅時代，太空如廁的條件仍然沒好到哪裏去，巴茲·奧爾德林和尼爾·阿姆斯特朗在上廁所的時候依然需要使用糞便收集袋，用粘合劑把收集袋黏在屁股上。在阿波羅的航天器中，這整個過程需要大概45分鐘的時間，為了儘量減少腸胃活動，宇航員會吃高蛋白低殘留的食物，例如牛排和雞蛋還有之類的東西。同樣，小便對於阿波羅宇航員來説也是一個麻煩，他們的尿液收集裝置基本上是一個連接在軟管上的避孕套狀袋狀物，它可以通過閥門的轉動將尿液排出到真空。根據宇航員自己的描述，他們使用該設備時感到非常不適。
來源:NASA
有時候一個不小心，這些糞便就會在真空中亂飛，在1969年的阿波羅10號任務中，宇航員TomStafford突然説:“快給我拿餐巾來，空氣中漂浮着一坨糞便。”
除了這些收集袋之外，NASA還曾經為阿波羅宇航員設計過一種排泄物收集系統，專門用於太空行走，這種系統是一條包含吸水材料的內褲。
到了天空實驗室(Skylab)時期，NASA給宇航員造了一個“廁所”，説是説廁所，其實就是牆上的一個洞，與一個風扇和一個收集袋相連，在如廁之後，天空實驗室的宇航員必須給自己的糞便真空加熱乾燥，好放在收集袋或者用於研究。
1986年，前蘇聯建設了和平號太空站，它的廁所會將排泄物直接排放到太空，到2001年和平號空間站退役的時候，空間站的太陽能電池板已經失去了大約40%的效率。他們意識到，這些太陽能板很大一部分的損害是由在太空中高速漂浮的冰凍尿液造成的。
到了航天飛機時期，航天飛機上裝備的是一種價值五萬美元的廁所，名為廢物收集系統(WasteCollectionSystem,WCS)，不過這個系統使用起來仍然有一定的難度，系統的開口只有正常馬桶大小的四分之一，宇航員還必須現在地球上進行如廁訓練才能使用，這些訓練會在馬桶的洞裏面裝上攝像機，好讓宇航員進行瞄準。這個太空廁所也不能帶紙，紙需要另外進行處理。而小便則使用一根會吸氣的尿管。
訓練用的廁所。來源:NASA
曾經在NASA訓練宇航員如廁的ScottWeinstein表示:“瞄準很重要。”
宇航員MikeMassimino表示，他使用這個廁所的時候會用固定自己的大腿，“我想起了《逍遙騎士》裏面的PeterFonda，我和他的姿勢一模一樣。”
而在當今的國際空間站，宇航員會在一個碟狀的洞上如廁，然後真空風扇會把糞便吸走，裝進一個收集袋裏，最終裝進補給飛船，在返回大氣層的時候燃燒殆盡。而尿液會和糞便分開收集，裝在鋁罐的袋子裏。在小便時，男女宇航員會使用各自的漏斗(漏斗形狀根據性別而不同)，漏斗則與廁所相連接。不過有趣的是，漏斗的大小有三種，而男性宇航員每次都只會選擇最大的那種，看來太空雖然缺少了引力，但並不缺少自尊。
來源:YouTube/ESA
退休宇航員PeggyWhitson是在太空中生活最久的NASA宇航員，她曾經表示，在太空中漂浮的感覺很好，但是在太空中如廁的感覺恰恰相反，“在收集袋滿了之後，你需要戴上橡膠手套把糞便塞進去。”
國際空間站的廁所在收集尿液方面非常高效，80%~85%的尿液都會經過重複利用，變成宇航員的飲用水，但Whitson希望NASA可以做得更好，“我們想要一個密封的系統，我們想要重複利用所有的水。”
而在太空行走的時候，男性和女性宇航員都會穿上一種超強吸力的短褲，這種短褲本來由Absorbancies生產，這家公司倒閉之後，NASA只能依靠自己的庫存了。
來源:NASA
在2008年5月，國際空間站的廁所部分失靈，不過還好糞便收集功能還能正常運作，當時停靠在國際空間站的聯盟號飛船上也有一個容量小一點的廁所，但宇航員小便的時候就只能用尿袋了。
6個月之後，美國花費1900萬美元向俄羅斯買了一個新的太空廁所，使用奮力號航天飛機運上了國際空間站。
來源:NASA
在2017年，NASA發起了一次太空便便挑戰(SpacePoopChallenge)，旨在解決長時間穿着宇航服如何進行如廁的難題(比如去火星)，而空軍軍官ThatcherCardon的想法拔得了頭籌，獲得了15000美元的獎金。
這個空軍軍官的想法是在宇航服的襠部開一個洞，這樣管道和袋子就可以附着在人的身體上收集排泄物，這個洞還可以讓宇航員在不脱宇航服的情況下更換內褲。
NASA方面還沒準備採用Cardon的想法，但表示會借鑑這個想法的某些方面，為未來的宇航員設計更好的排泄物收集裝置。
SpaceX的新廁所?
在北京時間2020年5月31日凌晨3點22分，馬斯克的SpaceX公司在美國佛羅里達州的肯尼迪宇航中心成功發射獵鷹9火箭，將CrewDemo-2任務成功發射進入軌道，但在與國際空間站對接之前，這兩名宇航員要在軌道上度過19個小時。
所以，在載人龍飛船上裝一個廁所就顯得很有必要了，而據説，這個廁所比此前的太空廁所有着更新的改進，但細節要在宇航員返航之後才能公佈。
載人龍飛船升空了，獵户座飛船也沒閒着，NASA在官方網站表示，NASA正在為獵户座飛船的廢物收集系統進行改進。這種新的太空廁所被稱為“通用垃圾管理系統”(UWMS,UniversalWasteManagementSystem)，將會設計成“一種未來可以在多種載人載具和棲息地中使用的緊湊廁所繫統。”
NASA官員還表示，他們的目標是讓下一代太空廁所不僅要比之前的型號性能更好，而且要讓宇航員感到更舒適。
未來，對於像飛往火星這樣的長期任務，一些研究人員也在考慮如何回收糞便。一些科學家提議，人類排泄物可以排列在未來航天器的牆壁上，就像一個輻射屏障一樣，保護宇航員免受宇宙射線的有害影響。但最終太空廁所未來的發展方向如何，還是需要我們耐心等待。
編譯/前瞻經濟學人APP資訊組