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美國國家航空太空局(NASA)最近宣布了一項名為「月球廁所挑戰」的比賽,設置3.5萬美元獎金來征集一款能在月球上使用的廁所。
「月球廁所」要求多
「月球廁所」將作為NASA阿爾忒彌斯計劃的一部分,該計劃旨在讓美國在2024年再次登上月球,並將第一位女性太空人送上月球。著陸器將把太空人從月球軌道帶到月球表面。
如廁一直是太空行動中一項重要但容易被忽視的問題,NASA計劃對現有的廁所設計進行更新。根據NASA發布的設計指南,「月球廁所」的設計必須滿足多項要求:
1,「月球廁所」需要同時在微重力和月球重力環境下正常運作。微重力通常被稱為「零重力」,近乎失重狀態。而月球重力相當於地球重力的六分之一。
2,男女兼容性。此次任務將包括史上首位登上月球的女太空人,因此廁所必須能夠兼容男性和女性。使用者的身高在58-77英寸(1.47-1.96米),體重為107-290磅(48.5-131.5公斤)。
3,廁所的設計應節約用水,「有助於保持著陸器內部的原始環境,沒有氣味和其他污染物。」
4,指南稱:「如果不用讓太空人把頭伸進馬桶就能捕捉嘔吐物,這樣的設計將得到加分。」
5,廁所應能支持兩名太空人14天的使用量,並允許將收集到的廢物轉移到儲存處或在飛船外處理。
6,廁所應易於清潔和維護,兩次使用的間隔時間應不超過5分鐘。廁所使用功率應低於70瓦,運作時的噪音分貝不得超過60分貝(比普通的浴室風扇發出的噪音更小)。
7,廁所的重量必須在地球重力下小於15公斤,體積小於0.12立方米。
8,廁所還應做好廢物收納。NASA希望廁所能足夠「每次使用1升尿液」和「每次排便可容納500克糞便」。廁所還需確保具有足夠的「彈性」,以便在馬桶出現故障時也不會將糞便或尿液散到整個機艙中,造成污染。
據報導,NASA為此次比賽設置的獎金總額為3.5萬美元,其中最高獎金為2萬美元,第二名和第三名將分別獲得1萬美元和5000美元。提交設計的截止日期是今年8月17日,獲勝者將在10月公布。
太空廁所的歷史
50多年前,NASA的阿波羅計劃將人類太空飛行帶入了一個新高度,進行了多次開創性的飛行並成功載人登月。然而,盡管阿波羅計劃創造了歷史,但阿波羅號的太空人們卻沒有廁所可用。
為了解決如廁問題,當時太空人們只能把尿液排到一條像橡皮管一樣的器皿中,然後再將尿液儲存在袋子裡,並帶回地球進行檢測。要上「大號」就更窘迫了,太空人們不得不使用邊緣上有黏環的塑膠袋,附著在他們身後。
在NASA研究人類月球著陸器,同時又是「月球廁所挑戰」項目經理的邁克·英特爾巴特羅表示,過去的設計太亂了,又不能控制氣味,這讓太空人們都很厭惡,而且如果沒有搭檔幫助,也很難保證如廁時的密封性。「這顯然不是太空人們在50多年後重返月球想要的方式。」
後來,NASA的太空如廁設施有了一定發展,太空飛機上的廁所也被稱為「廢物收集系統」。該系統使用旋轉扇葉將固體廢物分散在容器中,再將容器暴露在真空空間中使其乾燥。另一方面,液體廢棄物則被排放到太空中。
隨著太空廁所的不斷改進,目前國際空間站上有兩個可供使用的廁所,分別設置在俄羅斯的「星辰」號(Zvezda)服務艙和美國的「寧靜」號(Tranquility)節點艙,廁所大小和一個小衣櫃差不多。
盡管如廁設施已有所改善,但對太空人依舊是個挑戰。NASA太空人蘇尼·威廉姆斯在看廁所視訊時表示:「它很小,所以你必須要瞄得很準。」
去年,國際空間站美國艙段的廁所發生故障,太空人們只能使用成人尿布,還需要手動收集漂浮出來的糞便和尿液。曾在太空呆了665天的NASA太空人佩吉·惠特森表示,她喜歡太空工作的各個方面,唯有如廁,是太空生活中自己不會想念的部分。
今年4月,NASA為最新登月計劃開發著陸器制定承包商,選擇了三家商業太空公司:SpaceX,藍色起源(Blue Origin)和動力系統公司(Dynetics)。英特爾巴特羅表示,無論選擇哪家公司,NASA都將負責廁所的設計,NASA一直為太空提供廁所廢物收集系統。
但他也表示,如果其中有私營公司願意自己設計廁所,NASA也會跟他們合作。據外媒報導,SpaceX在其發射的載人「龍」飛船上設置了一個新型「廁所」,可以自動對接國際空間站,無需手動操作。
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