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三名宇航员将返回,空间站上400斤排泄物,怎么处理?带回地球吗

作者:科学认识论

4月11号,中国载人航天公众号发布消息称,神舟十三号的三名宇航员已经开启返回流程。返回之前需要清点和打包物资。

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与此同时,东风着陆场搜救队员已经完成了最后一遍返回舱回收演练工作。

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神舟十三号具体的返回时间并不确定,官方报道是4月中旬

我们可以通过中国空间站的变轨数据推测返回的准确时间。

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宇航员返回前,空间站远地点高度需要降低5km,近地点轨道需要抬升2km,如果一切正常,调整后的空间站在16号的过顶时间为上午9点42分17秒。17号过顶时间在上午9点41分29分。

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宇航员返回地球的时间预计会在这两个时间点前后。

三名宇航员在太空上足足驻留了半年,此次回来不仅要打包物资,还有处理生活垃圾。

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所以很多人都会好奇,三名宇航员在太空中积攒了半年的排泄物,重量肯定不少,这些排泄物也要带回地球吗?

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成年男性一天排便量在100-300g,咱们取中间值200g来计算,三个成年人半年的排便量至少也得100公斤。

正常人每天排尿量大约在1.5-2L。咱们取个中间值,按每日排尿量1.75升来计算,3名航天员在6个月时间里,排尿量达到了964公斤。

中国空间站的尿液处理效率是83%,也就是说6L的尿液可以提取5L的蒸馏水,剩下1L才是尿液中无法处理的杂质。所以三名宇航员6个月的尿液排泄物量为160公斤。

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160公斤的尿液排泄物和100公斤的粪便排泄物一共是260公斤的排泄物。

在太空上,260公斤的排泄物处理起来将十分麻烦,甚至会对空间站的安全造成威胁。

事实上,宇航员的排泄量比地面上的普通人要少得多,主要是宇航员吃的都是专用的航天食品,这些太空食品重量较轻,营养丰富度极高,消化率极高,所以排泄量也相对较少。

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但是这也少不了太多,顶多可以减少几十公斤。所以保守估计三名宇航员在太空中半年的排泄物至少200公斤,也就是400斤。

太空排泄物如何处理?

2008年,国际空间站的真空动力尿液收集装置失效,不能正常工作。导致10名宇航员被迫使用俄罗斯联盟逃生舱的备用厕所。

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如果问题不能及时解决,那尿液一旦失控,会在微重力下到处飞溅,可能造成设备损失酿成大祸。

在2007年之前,国际空间站的排泄物直接扔到太空中。这些打包的粪便会一直在近地轨道上运行,直到坠入大气层,就像流星一样烧毁。

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2007年,联合国和平利用外层空间委员会通过《空间碎片减缓准则》,将探索太空过程中产生的垃圾,按照不同阶段,给出了基本原则。所以自此以后,空间站上的排泄物不得随意丢弃到太空中。

将这些排泄物带回到地球完全没有必要,所以国际上一般采用在返回舱进入大气层时,将生活垃圾一并抛出,这些排泄物在大气燃烧中将变成灰烬。

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在太空站建立之前,人类逗留太空的时间十分短,所以并没有过多考虑在太空排泄的问题

事实上,早期的宇航员基本上都尿过裤子!

人类第一位宇航员加加林首次太空之旅只有1小时48分钟,就和一场考试的时间一样,憋一憋就过去了。

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但是加加林在步入太空舱后过于紧张,突发尿液,憋是憋不住了。但是此时也不可能下来上厕所,这会导致整个发射任务的推迟。所以加加林只能顺着宇航服的管子向外排尿。

而美国首个宇航员上太空时,比加加林还狼狈,整个内裤都是湿的。

1961年5月5日,艾伦•谢泼德作为美国首个载人航天员即将上天。由于首次上天只需要在太空中逗留15分钟,所以NASA压根就没有考虑到排尿问题。

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据艾伦•谢泼德事后的回忆:当我坐上发射舱的那一刻,就十分紧张,我意识到我的膀胱越来越满。但是工作人员让我不要动,要忍住!

人越想着尿就越忍不住,最后艾伦•谢泼德没有忍住,就在那一刻,如同洪水般释放出来了。

艾伦•谢泼德回到地面后说:由于我穿的是棉质内衣,当发射时,我就已经完全干了!

从此之后,美国宇航局才开始重视宇航员的排尿问题。

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这就是美国宇航局最初设计的排尿器,NASA称其为乳胶袖带,通过夹子阀门和塑料管连接,最后将尿液排到收集袋中。

宇航员上太空前会提前带好,根据个人的不同,设计有三种尺寸。看起来十分像condom。一旦有尿意,就可以排尿。

排尿的问题解决了之后,排便又成了大问题

1961年12月7号美国开启第二次载人航天计划,由于有了之前的经验,这次特意增加太空排便的任务。

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NASA让宇航员穿上设计好的排便袋,将其贴在宇航服的后面,等宇航员登上太空后,就按计划排便,测试一下排便袋的使用效果。

宇航员排便后,需要将粪便密封起来,然后揉捏,以便杀菌剂和粪便融化,起到杀菌的作用。

最后实验十分失败,宇航员反馈说,这项任务十分反感,浪费了大量的时间。所以美国此后的载人航天,宇航员都会提前吃泻药来清肠。

直到空间站建立之后,宇航员们才有了像样的太空卫生间,排便相对安全且容易了很多!

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