價值15億馬桶，特別為女性改造，為何一年裡使用者不超20人

美國宇航局為了幫助宇航員勇往直前克服後顧之憂，今年10月初向國際空間站運送了最新設計的太空馬桶。這是過去數十年間美國宇航局設計的首個新型馬桶，它最終將被用於深空飛行任務，目前該機構首選在距離地球更近的地方進行測試。被稱為通用廢物管理系統的新型馬桶，10月5日作為貨物補給運輸的一部分抵達國際空間站。美國宇航局宇航員克里斯·卡西迪和他的俄羅斯同事伊凡·瓦格納以及阿納託利·伊萬申，將會拆開貨船的包裝並計劃很快安裝馬桶。

美國宇航局花了6年時間，耗資2,300萬美元設計製造新的高科技移動座廁，摺合人民幣1.5億元。這筆巨資實際上目前完成了兩套座廁裝置。宇航員們將在國際空間站上安裝首個新型馬桶。如果能達到預期的效果，美國宇航局將會在即將進行的阿爾忒彌斯2登月任務中安裝第二套新型馬桶，該任務計劃在未來幾年內發射。新型馬桶未來還可能用於人類登月探測器或前往火星的航天器中。在設計新廁所時，工程師必須考慮到這樣一個事實，美國宇航局未來的“獵戶座”深空探測太空艙空間畢竟十分有限。因此任何新設計的馬桶都必須與國際空間站上現有的馬桶一樣緊湊，高效。美國宇航局的工程師們現在設計了這種露營車大小的馬桶，它比目前使用的馬桶小大約65％，而且輕40％。它也更加節能。NASA新馬桶專案經理梅利莎·麥金萊在發射前前的新聞釋出會上說：“航天器上的空間和動力極為寶貴。您可以想象最佳化這些功能，可以讓我們在很多方面收益。”

在許多方面，新馬桶的工作原理與以前的馬桶相同。這是因為所有太空廁所都依賴於一個重要的原理：吸力。在沒有重力的情況下，一切都會漂浮。宇航員產生的排洩物需要被收集到馬桶裡，否則可能會最終導致空間站裡到處都是便便。宇航員小便要使用附在軟管上的漏斗，利用風機的驅動力透過軟管將尿液吸入水箱。宇航員如果大便的話，需要坐在一個容器上，它同樣依靠同一個風機，將他們的排洩物吸進收集袋。新的馬桶是緊湊的圓柱體，高約71釐米，採用了與之前迭代相同型別的風扇系統以及與軟管相連的漏斗。它還有一個可移動的垃圾壓實機，供宇航員存放糞便。每次宇航員大便時，他們的排洩物都會被吸進一個袋中。宇航員完成排便後，會把垃圾袋密封起來，然後將包裝好的便便向下推入收集罐中。然後他們需要再配置一個新的排洩袋。宇航員不斷重複此過程，直到罐子裝滿為止。隨著罐子裝滿，衛生間和隔壁的味道可能聞起來並不舒服。收集罐大約會容納30個垃圾袋。收集罐裝滿後，30個垃圾袋會與其他太空垃圾一起丟棄到外層空間。

新式馬桶的工作方式與舊式馬桶大致相同，但與以前的設計有一個主要不同：包容性。從歷史上看，太空廁所最初的設計主要是為了方便男性大小便。現在美國宇航局表示，這次新型馬桶的設計，他們與該機構的女宇航員進行了密切的合作，以改善漏斗和馬桶座的形狀。專案經理梅利莎·麥金萊說：“漏斗被完全重新設計，以更好地適應女性的身體。尤其是當宇航員嘗試同時進行大小便時，這是一個需要技術上關注的問題”。女性宇航員合作提供的資訊有助於重新設計漏斗的形狀和長度，以及其在馬桶旁邊的位置以及座圈的形狀。因此座椅和尿液漏斗都經過了重新設計，可以改善女性宇航員的體驗。新的馬桶還具有特殊的內建系統，可在將尿液輸送到國際空間站的生命支援系統進行水迴圈利用之前，對其進行預處理。尿液中偶爾會包含固體物質，隨著時間的推移，這些物質會沉澱滯留在馬桶內。為了緩解這種問題，NASA將採用高酸性溶液來分解尿液中的任何沉積物。工程師使用特殊的3D列印技術，用鈦和其他耐用合金等堅固的金屬製成馬桶的耐酸部件。

另一個升級是新型馬桶是自動操作的。此前前的座便器需要宇航員按下開關才能啟動，而新型馬桶在宇航員從座架上取下漏斗或掀開馬桶蓋時，風機會自動開啟。卡西迪很快就會在國際空間站的美國區的舊馬桶旁邊安裝新馬桶。宇航員從去年開始就準備著它的到來，他們已經安裝了一個新的隔間。在此過程中，舊馬桶突然漏水，宇航員不得不倉皇應對。洩漏只是舊的馬桶多年來發生的一系列問題中的最新問題，此前2008年出現風機故障，2010年液體廢物處理系統中發生鈣積累阻塞。麥金萊希望這種新設計能夠減少應對未來的故障。為了最終能在太空中應用，新型馬桶已經在地面上進行了廣泛的測試，工程師將其朝向多個不同的方向，以確保抽水效果良好。預計新型將在未來幾個月內頻繁使用，國際空間站美國區近期將會有五名宇航員同時存在，而不是平常的三名。

現在在太空中使用馬桶可能不是太空旅行中最令人尷尬的事情，相比太空旅行初期，現在大小便容易得多。過去宇航員艾倫·謝潑德曾經在發射平臺上等待升空時，不得不在太空服中小便，在幾年後的1969年阿波羅11號任務期間，，宇航員把尿撒到了宇航服服下面的收集袋中。他們需要每天更換袋子，而且經常發生洩漏。而大便說起來更加尷尬： 宇航員們實際上是在屁股上粘了一個袋子，如果幸運的話，這個袋子可以收集他們的排洩物。這不是一個簡單的設定，因為湯姆·斯塔福德和阿波羅10號的船員可以證明。在執行任務期間，斯塔福德不得不告知其他宇航員說他沒成功把大便收集起來。美國宇航局的任務記錄中有如下描述：“快給我拿一張餐巾紙。空中漂浮著一塊便便”。太空飛行的初期很亂，洗手間經常會發出難聞的氣味。科學家們對太空環境如何影響人體知之甚少，因此美國宇航局甚至要求宇航員帶回他們所有的便便袋進行分析。然而在月球表面漫步時，阿波羅宇航員甚至無法完全開啟宇航服的口袋以便接下來開啟便便袋。在月球漫步期間，宇航員穿著尿布，但目前尚不清楚他們中是否有人嫌尿布不夠用尿溼了褲子。

20世紀70年代，美國宇航局發射了天空實驗室，這是第一次在美國航天器上安裝類似馬桶的裝置。這個基本裝置單元包括牆壁上的一個開孔，透過這個洞將尿液和糞便吸入收集袋。之後宇航員們必須在一個特殊的隔間裡晾乾糞便，才能帶回地球。直到1981年太空梭專案發射，宇航員才獲得了類似地面廁所的任何硬體。該馬桶馬桶基本上是一個金屬碗，裡面有一個抽水軟管和一個用來排尿的漏斗。當NASA等待新廁所的安裝時，該機構正忙於設計更多的廁所，並一直在思考改善其垃圾收集系統的新方法。該機構還在研究如何從固體廢物中提取水，以便也可以將其回收用於載人飛行任務。水是太空中的珍貴東西，研究表明糞便中的水含量高達75％。現在所有尿液都浪費了。如果能夠從宇航員的糞便中成功提取水，它將可以提供更多的迴圈水來源。科學家還發現，尿素可用於建築材料或肥料。尿素是尿液中僅次於水的第二大最常見的化合物，歐洲的一個研究人員小組於今年早些時候證明，尿素可以與月球塵土混合並用作建築材料。由此產生的材料稱為地質聚合物，它類似於混凝土，可用於建造月球上的著陸臺和棲息地等結構。所有這些研究和發明表明，在計劃飛行任務時，即使是人類太空飛行中最尷尬的部分也必須考慮在內。專案經理吉姆 · 富勒說：“當宇航員必須大小便時，我們要允許他們隨意地滿足身體慾望”。最後解釋一下，一年裡奔赴太空駐留國際空間站的宇航員數量十分有限，滿打滿算也不會超過20個人。所以1.5億人民幣造價的太空馬桶，目前看來確實使用機會一生難得！