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神舟十三号,航天员在太空上一次厕所,需要耗费多少钱?

发布时间:2022-08-17 03:10:19

空间站的厕所造价不菲,宇航员上一次厕所需要耗费巨资,说出来你可能不信,上一次厕所需要上千甚至几千美金,美国曾经花2500万美元采购一个厕所。

我们知道太空是一个没有重力的地方,在失重的环境下上厕所,难度超过了我们的想象,宇航员上完厕所后的排泄物处理起来也很尴尬。

别看宇航员上厕所,不过是屁大点事,其实很不简单,也经历了一个艰难的历程。因为特殊的环境,使得这个尴尬的问题一直困扰着航天界。

早期航天员是如何上厕所的?能够乘坐飞船进入太空,是一件非常骄傲的事,宇航员因此也被称为“航天英雄”,然而,要成为英雄背后必须忍受常人难以想象的痛苦。

人类最早进入太空的宇航员是苏联的加加林,当年他在前往火箭发射基地的时候,突然发生了内急,可是已经穿上了价值不菲的宇航服,无法再脱下来,此时只能利用宇航服中的管子排出尿液,他说,这恐怕是这一生中经历的最尴尬的事情。

第二个尴尬的对象是美国的宇航员谢泼德,当年发射任务即将开始,可是突然发生了一些技术故障,于是他在飞船内等了四个多小时,如此漫长的等待,他出现了想要上厕所的问题。

在那时候,航天技术还不够发达,在宇宙飞船里没有配备大小便设备,无奈之下,他只能尿在航天服中了。试想一下,带着湿漉漉的航天服上太空,那种感受可想而知的。庆幸的是这个过程时间不是很长,否则,宇航员真要难受死了。

基于以上两位宇航员的经历,后来各国纷纷为宇航员们配备了尿袋和大便收集裤等设备。尿袋是用来收集小便的,一般挂在宇航服的腰间,管子的一头连着宇航员的排泄器官,另一头连着尿袋,这方便宇航员在执行飞行任务的过程中排出尿液,尿液可以流进袋子里。

而大便收集袋原理跟尿袋差不多,就是在宇航员的内裤里放了一个塑料袋,袋子里装了杀菌液,宇航员每次方便之后就需要手动捏爆杀菌液的装置,对于袋子里的便便进行消毒。

这种恶心一想起来,想必许多读者都要呕吐了。对于这个大便袋得处理也很麻烦,在失重的空间站里它一直飘着,妨碍着宇航员的活动和工作。

后来有一位华人工程师发明了一种高吸水的材料,用这种材料制作了一种高吸水的纸尿裤,这种纸尿裤在一段时间成为了宇航员们的新宠,纸尿裤的吸水量巨大,不过只能解决小便的需求,至于大便还是只能使用大便袋。

新型的太空厕所无论是用纸尿裤,还是大便袋,都不能很好地解决宇航员的排泄问题,提升宇航员生活的舒适度。后来各国想方设法设计了新型的太空厕所。

于是就有了一种太空专用厕所。这种厕所看起来跟我们在地球上所用的马桶有所不同,下面有一个大的收集器,上面坐的位置像一张椅子。

有人就说太空中没有重力,人在空间站行走都是漂浮的。如何让大便顺利排出来呢?这也是科学家们一直在思考的问题,这种新型的太空马桶就很好地解决了这个问题。

太空厕所的设计原理跟吸尘器差不多,主要是靠气流,将粪便和尿液吸走,刚开始设计的太空马桶还有一些不完善之处,也曾发生了一些尴尬事件。

最著名的就是哥伦比亚号飞船在执行任务中发生的厕所故障事件,当时厕所被堵住了,宇航员们马上采取了补救措施,在厕所上套了多个大便收集袋。刚开始一切还很顺利,可是在返航的过程中厕所中的排泄物被转移到了通风系统里,随后,整个飞行舱变成了“大便”的海洋。

无独有偶。2019年2月1日,美国的空间站也发生了一次漏水事故,有十升以上的液体流进了太空舱内,庆幸的是,没有对空间站里的电子设备造成影响。

最新的太空马桶对于太空马桶的技术改进,科学家们从来没有停止过探索的步伐。2020年,美国就给空间站运了一个史上最贵的马桶,这个马桶全名是“通用废物管理系统”,由钛合金制作而成。

设计这个马桶总耗资就超过了1.5亿人民币,设计研发的时间超过了六年。由于用钛合金材料,所以马桶的重量相比传统马桶轻了许多,仅有45千克,马桶高71厘米,比传统的空间站马桶轻40%,体积更小。

钛合金马桶的设计原理:这个马桶设计了垫圈和尿液漏斗,方便女性使用,马桶的两侧还焊接了扶手。通过使用3D打印钛合金风扇分离器,可以将宇航员的排泄物在失重的状态下完全吸收到马桶里。

然后马桶能够进行自动的干湿分离,这种马桶可以方便宇航员大小便同时使用,马桶会把固体废物储存在铝容器的袋子里,而把液体废物储存在20升的容器中。

这种太空马桶还有另外一个特殊功能,就是能够将宇航员排泄出来的尿液进行净化,转变为饮用水。

由于采用密封吸废物的原理,宇航员在上厕所的时候一定要保证屁股紧贴马桶圈,确保马桶完全密封,排泄器官要对准中心孔,让排泄物可以被顺利地吸走。

那些排泄出来的便便,还有过滤之后的小便残渣将被压缩在袋子里,等宇航员返回地球之后再做处理。

我国宇航员在太空上厕所有什么特色?美国宇航员上一次厕所的费用比我国一名普通的编辑一个月的工资都要高,那么,我国宇航员上一次厕所费用大概是多少钱呢?

在神舟六号飞船上,我们就已经装上了自主研制的航天厕所,航天员上厕所的时候,只需贴近对准马桶上的塑料软管,马桶里的抽气设备,就会将他们的大小便收集到一个固定的容器里,然后等返回地球后再做处理。

就是这样,上一次厕所的费用也不便宜,成本高达几千美元。除此之外,宇航员的航天服里也设置了直接接触式的小便收集器和大便收集器,就像短裤一样穿在身上,能够让宇航员在出舱工作“方便方便”。

最近,我国三名宇航员在太空生活了六个月后顺利返回地球,他们在空间站里的睡觉、吃饭、上厕所问题成了民众关注的焦点。

在文章的最后,我们来简单介绍一下这方面的知识。

三名宇航员在空间站里生活虽然没有地球上舒适,但也不会很揪心,因为空间站里有三间卧室厅,每人有私密的休息空间。

宇航员飞往太空的时候,带了120多种航天食品,包括了主食、副食、还有一些调味品。100多种食物满足了宇航员的生活需求,能够保证一周的食品重复率低。

至于上厕所的问题上文已经解释得很清楚,虽然厕所的价格不菲,可是为了航天事业的发展,为了让宇航员的生活更加舒适便利,各国还是不惜花重金采购,据宇航员介绍,这些太空马桶大多是俄罗斯发明制造的。

宇航员上一次厕所花费上千美元,是一名白领的月工资收入,你是不是很惊讶呢?

国际空间站运行20年花费1600亿美元,光马桶就价值1900万美元;我国天宫空间站研发建造的成本在500亿元人民币左右,远远低于国际空间站。

10月16日0时23分,神舟十三号发射升空,翟志刚、王亚平、叶光富三位航天员参与执行此次太空任务,他们将要在中国空间站在轨生活6个月之久。

我们知道,在距离地面400公里左右的太空上,空间站里的微重力环境让航天员们的生活与在地面大有不同,他们无论做什么都得“飘着”,吃饭、喝水、睡觉甚至上厕所都很不方便。

而且此次空间站任务还迎来了我国第一位女性航天员王亚平同志,在轨生活跟神舟十二号相比又有了新的挑战,比如女性航天员的隐私问题、生理期问题等。

那么问题来了,航天员在轨生活与在地面上有何不同呢?他们要如何上厕所?上一次厕所大概需要花费多少呢?我们一起来看下这几个问题。

航天员在轨生活有什么不同?空间站环境最大的特点就是失重,神舟十三号航天员在轨六个月,生活的方方面面都跟在地面上有所不同。而且他们的身体也会为了适应失重而发生一些变化。

根据数据测算,航天员在轨183天,肌肉量会减少40%左右,骨质也会大量流失,心血管系统也会变得更加脆弱,航天员们为载人航天事业做出了巨大的牺牲。

首先是吃饭的问题,航天员不能像在地面上一样打火锅,也无法吃到新鲜的蔬菜。不过核心舱内配置了120多种营养均衡、保质期长的航天食品,很多都是根据航天员的口味来配置的。

其次是洗澡问题,空间站的水资源是宝贵的,没办法让航天员们泡澡,而且因为失重的原因,他们也不能淋浴,洗头洗澡都不太方便。

根据神舟十三号指令长翟志刚的介绍,航天员在空间站洗头时,会用一次性头罩把头发包裹起来揉搓。先是使用带有洗发乳的头罩,接着换上含水的头罩,最后使用干燥的头罩将头发擦干,三个头罩用完后都是直接当生活垃圾收集起来的。洗澡的话跟洗头差不多,都是采用揉搓擦拭的方式,在帘子格挡的私密空间里,航天员可以擦拭身体。

航天员睡觉也大有不同,他们没办法感受在地面上躺在床上的那种放松感,因为在空间站睡着了也是飘着的,他们睡觉时需要把自己固定起来。

天和核心舱有三个单独的“卧室”可供航天员休息,每个“卧室”都有门帘,隐私保护比较周到。

总之,神舟十三号航天员,跟其他长期执行太空任务的国外宇航员以及神舟十二号三位航天员,在轨生活所面临的问题都是一样的,失重改变了他们的生活方式。

航天员是怎么上厕所的呢?如果说吃饭、洗澡、睡觉还不算太麻烦的话,那么在空间站上厕所就是个技术活了。失重环境下的便便并不会自己主动落下,如果操作不当,出现“飞翔”事故都是有可能的。

我国空间站的马桶长什么样,目前还没有看到官方公布的相关消息,不过我们可以从国际空间站宇航员们上厕所的方式上,对我国空间站的相关问题进行推测。

目前国际空间站一共有两个厕所,一个是俄罗斯研制的,一个是美国舱段内的马桶。与其说太空厕所是个马桶,倒不如说它是个完整的“通用废物处理系统”,整个马桶都科技含量十足。

航天员小便时,需要对准一个漏斗形开口的软管,尿液会顺着软管被吸到液体净化处理系统,处理过后的尿液符合饮用标准,继续作为生活用水供航天员使用。

航天员上大号也是个技术活,空间站的马桶开口并不像普通马桶的开口那么大,大概只有10公分。航天员先用厕所的各种绑带把自己固定在马桶上,确认对准小小的马桶开口后才能方便,马桶内部的负压系统把排泄物吸走,经干燥处理后会收集起来,跟其他固体生活垃圾一起装入相关收集器里。

总之空间站马桶是个科技含量十足的完整系统,航天员上厕所都需要训练,这个系统的价值也贵的惊人。

航天员上一次厕所需要耗费多少钱?介绍完航天员在空间站生活的不同之处,以及航天员上厕所的相关内容,接下来我们回到此次讨论话题的本身:航天员上一次厕所需耗费多少钱呢?

说实话这个问题还真不好回答,也没有任何官方媒体公布过相关问题的答案,我们只能利用有限的数据进行推测。

前面我们已经介绍,空间站的厕所是一个完整的“废物处理系统”,航天员的固体排泄物会被收集起来,干燥处理之后跟其他固体生活垃圾装到一起,在载人飞船返回地球时抛到大气层中燃烧掉。

航天员的尿液也会收集起来,但不会丢弃,空间站的水资源太宝贵,这些尿液经过净化处理之后会重新利用。

一般情况下,人每天平均需要排便150~200克,排尿1500~2000毫升。我们如何居中数值,按每天排便175克,排尿1750毫升来计算,神舟十三号三名航天员在轨六个月时间里,排便总量将达到94.5千克,排尿总量为964千克(将毫升换算成千克,尿液密度要稍微大一些)。

也就是说三位航天员在轨六个月的排泄物(大便和尿液都包括)是巨大的。但好在占比主要的尿液是净化之后循环使用的,需要抛掉的固体排泄物只有94.5公斤,经干燥处理后重量会更少。所以航天员在轨六个月产生的固体排泄物在空间和重量占用方面并不大,处理成本也就不会太高。

航天员产生的尿液需要过滤、净化,所依赖的是天和核心舱内生命保障系统的水处理子系统,而且是跟其他液体一起处理的,比如洗澡水、汗液等。

所以我们完全可以这样理解:航天员在空间站上厕所需要消耗的费用,主要从设备本身的成本考虑就可以了,也就是整个厕所系统的成本。

那么我国空间站“厕所系统”的成本是多少呢?目前没有任何官方公布过相关信息,我们只能从国际空间站厕所的相关信息入手。

国际空间站从研发到运行20年时间里,一共耗费了相关国家总计1600亿美元左右的费用,这个成本是巨大的。我国空间站虽然没有国际空间站大,但是天宫空间站是我国独立运营的,单独使用的空间比任何一个国家的舱段都大。

而且我国空间站从研发到目前运营阶段,一共才花费了500多亿元人民币(这是根据相关报道得来的数据,具体费用并不清楚)。

那么马桶值多少钱呢?目前国际空间站上有两个厕所,最早的是美国从俄罗斯购买的马桶,花费了1900万美元。而最新的一个马桶是美国去年自助并送至空间站的,花费了2300万美元的成本,新一代马桶让女性宇航员使用会更加方便。

根据这些信息,可以推测我国空间站的马桶,应该不比美国最新的马桶落后,也会全面考虑女性航天员的使用情况。

不过从整体空间站的成本来看,我国空间站的马桶成本应该比美国的马桶成本低的多,甚至可以打个对折,按照1150万美元来算,换算成人民币约合7200万元。

7200万元是我国空间站厕所系统的整体估算成本,按照空间站10年的设计寿命来算,平摊到每天使用的费用大约为19726元。

如果按照三位航天员每人每天上四次厕所(一次大号,三次小号)来算的话,平均每人每次上厕所的耗费大约为1643.8元。

结语神舟十三号已经成功发射,三位航天员将要在空间站失重的环境下生活六个月,生活的方方面面都会有所不同,他们为我国航天事业做出的牺牲值得人们尊重。

通过上文的分析,我们得出了航天员上一次厕所需要消耗的费用,1643元/次的成本看起来吓人,但相比空间站为我国航天事业以及相关民用产业带来的收益,这点成本不值一提。

最后要说明一下,以上数据都是从相关新闻报道中得来的,并非官方公布数据,如有纰漏,还请见谅!

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