航天员在太空中怎样上厕所(航天员在太空中要怎样洗澡)
自从1961年4月,苏联的东方一号宇宙飞船将尤里·加加林送进太空,让他成为第一个进入太空的人类开始,人类终于发现原来我们并不是只能被困于地球,于是所有的人都开始对进入宇宙的未来开始产生憧憬。
从一开始的只能在近地轨道待一会的载人飞船,再到现在可以让宇航员在其中长期生活的太空站,人类已经渐渐摸索出许多在太空中生存的经验。
我们知道太空中最大的特点就是真空和零重力,对于人类而言,真空环境不可能存活,失去大气层的保护,人会在十秒之内失去意识,三十秒左右开始窒息,如果没能在九十秒内让人脱离真空环境,那将必死无疑。
人类在太空要穿宇航服
因此人类探索太空时都必须由太空飞船或者宇航服提供稳定的大气压和氧气供应,真空的问题解决后,宇航员还必须解决零重力的问题,大家不要觉得零重力不过就像在水中游来游去,不会有什么问题。
在零重力的环境中,我们在地球上很常见的事情,都会出现一些意想不到的问题,比如在太空中洗澡、理发,就曾经是一个困扰宇航员许久的问题。
人类在太空中生存的难题地球是我们目前已知的唯一生命摇篮,在地球上生活的我们相对来说更加安全,但是在地球上也不等于绝对安全,我们不得不承认,现在的人类与地球是一个“命运共同体”,如果地球出现什么重大变故,人类将无处可逃。
人类与地球是命运共同体
为了规避这种风险,探索外太空成为迈向未来的必经之道。不过,在外太空中进行探索可谓举步维艰,目前为止人类的足迹最远才到达月球之上,探索太空的过程中,最困难的问题就是,如何保证飞船中人类的生命安全,因此人类学会在外太空生存是一个很有必要的。
前文说过,在外太空中生存,主要就是保护宇航员不会直接暴露在太空环境中,这考验的是人类的材料技术和飞船结构。目前人类制造的飞船已经能在有补给的情况下持续运行十几年。
中国空间站
除了基本的安全保障,人类探索宇宙还必须解决宇航员的生活问题,我们知道,每一个生命在活着的时候都必然会与环境产生互动,我们需要饮食获取维持生命运行的能量,我们需要洗漱来让身体保持干爽和舒适,我们需要清除无时无刻都在生长的头发、指甲,我们还会每时每刻生产毛发、死皮、排泄物等新城代谢产生的废弃物。
这些情况发生在完全密闭而且失重的空间中,将会极度麻烦。
宇航员如何洗澡因此大家都对宇航员的清洁问题十分关心,在密不透风的太空站中要如何洗澡,洗澡水从哪里来,洗完澡后洗澡水又该如何处理,这些问题在大家的日常生活中根本不需要考虑,但在太空站中,这些都是必须解决的问题。
太空站里的厕所
- 漂浮的水珠
在太空中洗澡首先要解决的一个问题就是,因为没有重力,水并不会往下落,而是以一个水珠的状态漂浮在空中,而在太空站中,任何的漂浮物都会十分危险。
我们知道太空站中肯定会有许多十分精密的电子仪器,如果这些漂浮着的水珠附着在仪器上,很可能会造成短路或其他不良后果。
曾经有一件事特别出名,太空中无法用普通的钢笔或圆珠笔书写,因为墨水会因为失重漂浮得到处都是,为了解决这个问题,科学家们花了两百万美元研究,最终研发出可以在零重力情况下书写的太空笔。
太空笔
聪明的朋友也许会说为何不用铅笔呢,价格也便宜,实际上使用铅笔很容易产生石墨粉末飘洒在飞船内部,石墨粉是一种极其容易导电的物质,现在的战争中也经常使用石墨粉炸弹来摧毁电子设备,因此铅笔当然是不能用的。
回到洗澡这件事上,一开始科学家们就已经想到水珠在空中漂浮的问题,于是他们为宇航员准备了一个完全封闭的圆形洗澡空间,空间里有喷水装置和废水回收装置。
但是问题很快就暴露出来了,由于水是没有重力的,因此在空间中的水会随机漂浮,这些水珠如果飘进宇航员的鼻子中,将会导致宇航员呛水甚至窒息。
在影视作品中,一些拥有超能力可以控制水的角色,经常会用一大团水包裹住敌人的头部,让他窒息而亡。在封闭浴室中洗澡的宇航员,就有可能会遇到这种情况,十分恐怖。
宇航员洗澡
再加上如此洗澡太过耗费水,每洗一次澡宇航员都得准备一个多小时,因此这种洗澡方式渐渐就被淘汰掉了。
目前宇航员的主要清洁方式就是使用湿毛巾拭擦身体,因为水虽然失去了重力,但水本身拥有张力,因此它可以附着在毛巾或者皮肤上,在擦拭身体时,感觉与地面上区别并不大。
宇航员并不是只能用水擦拭,太空站一般还配备有免洗沐浴露,只要将其同水混合在一起,能有效帮助身体的清洁。
主要用湿毛巾擦拭
- 洗澡水的来源与归宿
即便是以擦拭的方式清洁洗漱,那也同样是需要用水的,所以大家肯定会好奇,水从哪里来,废水要如何处理,其实这些问题科学家们早就已经考虑到了。
任何一个飞船要飞上太空,都要达到每秒7.9公里的第一宇宙速度,换算一下,时速要达到28440公里,如此快的速度,意味着我们必须要消耗十分恐怖的燃料才可以,与此同时,我们还需要特别控制飞船的重量。
科学家经过计算,平均每送一瓶水上天,就需要花费9100~27000美元啊,高昂的航空成本,让大家必须尽可能地少带物质上天。因此在太空空间站中的水资源是稀缺的,只带了严格计算后足够使用的水量。
空间站水资源有限
而洗澡后产生的废水,将会被空间站中自带的物质循环系统吸走,将其过滤提纯后,洗澡废水中的脏物质过滤掉,产生的纯净水将再次提供给下一次洗澡使用。
除了洗澡产生的废水,生活中产生的所有废物都会进入到物质循环系统中,大小便排泄物、汗水、掉落的死皮和头发,等等物质都会被吸进这个系统,过滤出可以使用的水。
这些水一部分用来补充宇航员日常使用的纯净水,多出来的部分将会被电解为氢气和氧气,氧气排放在空间站中让宇航员呼吸,氢气则用来还原宇航员呼出来的二氧化碳。
太空水资源的转化利用
甚至就连宇航员需要放屁的时候,都必须到指定位置放屁,让飞船的废物回收系统将屁吸走。因为屁中含有甲烷,这种气体十分危险,达到一定浓度之后就会爆炸,因此一定要确保空间站内没有这种危险要素。
在太空站长期生活会不会变臭从上文中我们知道,在太空中洗澡只能拭擦,但是我们同时也知道了太空站上关于宇航员的生活问题方方面面都有考虑到位。
洗澡有免洗沐浴露,虽然洗澡的感觉并不如在地球上洗澡舒服,但保证身体清洁是一定没问题的。
而且即便刷牙也会使用可食用的牙膏,这样刷完牙可以直接将牙膏泡沫咽进去,不需要麻烦处理这些废水。
基本清洁不会用到很多水
即便是听上去很麻烦的理发和刮胡子,一般都会使用一种类似吸尘器一般的理发工具,剪下来的发丝会瞬间被它吸走,因此根本不必担心头发会乱飞,同理刮胡子也是差不多的。
至于人类正常新陈代谢时产生的毛发和死皮掉落,一般情况下都不会影响到太空站的正常运行,只要定期使用吸尘器之类的工具清理太空站即可。
因此在这方方面面都照顾到位的情况下,无论是在太空站中三个月还是一年,都不会因此变得肮脏不堪,甚至不会产生什么臭味。
卫生环境不错
其实太空站是一个需要经常面对大众的项目,比如我们天宫太空站中的三位航天员,就经常需要出现在镜头中,让民众了解他们在太空中的生活情况,因此航天员的形象其实还是挺重要的。
其实人类在太空中生活,与在地球上生活,差别并不会太大,毕竟人类的生活习惯已经在千万年中固定下来了,不可能出了地球就产生翻天覆地的变化。在太空中生活与地面生活最大的不同之处就在于所有方面的事情都变得不甚方便。
未来的航天生活如何改善随着人类技术的发展,目前可控核聚变技术已经渐渐看到成功的希望,能源利用方式的提升,将能有效帮助人类突破太空恶劣环境的桎梏,届时我们将能去往更远的地方。
可控核聚变技术构想
但同时也意味着我们人类将有可能花更长的时间待在类似于太空空间站的环境之中,现在太空空间站的生活虽然也可以进行,但如果越来越多人前往太空,就必然不能保持这种繁琐不便的生活环境。
其实太空中生活的不便基本都是由重力缺失导致的,而太空中零重力的问题其实一直都有解决方案,那就是——利用离心力。
在“流浪地球”、“星际穿越”等科幻大片中,我们都能看到有一个环形的太空造物,这个环形装置一直旋转,产生的离心力足以替代重力的作用。宇航员们只要站在旋转的圆环内部,就能持续感受到一股向外的离心力,这时水会往下落,人也能不再漂浮了。
《流浪地球》中的环形空间站
目前为止,离心重力航天器还没有出现,根本的原因在于将整个航天器旋转起来需要巨大的能量。也就是说,在可控核聚变研发出来之前,这样美好的设想还无法实现。
结语人类的未来本来只限于地球之上,如果一颗小行星来临,即便我们出现过再灿烂的文明,也无法将其保存下来。直到航空事业的兴起,我们终于发现,人类的未来在星辰大海之中。
我们可以在太空中找寻可以利用的资源,找寻适合居住的第二家园,找寻拥有文明或生命的星球,浩瀚无垠的宇宙,何处都可去。
寻找新的宜居星球
在探索宇宙的过程中,许多难题不断出现,就连简单的宇航员洗澡问题,也需要好几代技术的进步,才能顺利解决。但我们需要知道,每一个小问题的解决,就意味着我们距离宇宙探索又进一步。
在几千年前,我们的祖先只能依靠星辰的移动来猜测自己的运气,几千年后,我们将前往这些星辰,将自己的运气掌握在自己的手中。
探索宇宙的脚步从未停止
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