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到達空間站以后人類怎么排泄?

作者:admin 發(fā)布時間: 2024-02-18 20:06:35

簡介:】一、到達空間站以后人類怎么排泄?將馬桶上的塑料軟管緊貼到排泄器官上,馬桶內(nèi)的抽氣設備將會把航天員的大小便收集到一個固定的容器里。小便比較簡單,大便就不容易了。在無重力

一、到達空間站以后人類怎么排泄?

將馬桶上的塑料軟管緊貼到排泄器官上,馬桶內(nèi)的抽氣設備將會把航天員的大小便收集到一個固定的容器里。小便比較簡單,大便就不容易了。在無重力的環(huán)境里人體內(nèi)的腸子漂浮著,內(nèi)臟并不能正常工作。 航天員在太空行走期間都穿著一種稱為"強力吸尿褲"的短襯褲,以解決小便問題。當航天員需要小便時,直接將小便尿在強力吸尿褲上,等回到氣閘艙以后,將這種褲子扔掉即可。航天員在準備太空行走時,要先穿上這種褲子,一般是貼身穿,穿在液冷通風服的里面。這種強力吸尿褲外形像普通的運動短褲,不過它有極強的吸水能力,一條褲子能吸附2升多的尿。強力吸尿褲能強力吸尿的原因是,褲內(nèi)縫有一層稱為聚丙烯酸鈉的化學織物,這種化學織物能吸附比自身重量重1000倍的水。

二、航天員在太空吃喝拉怎么處理的?

首先說吃:

太空里的食物都是地面上做好了帶上去的。那就涉及到保存的問題,比較常見的是罐頭食品和脫水食品。脫水食品啊,顧名思義都是“干的”,在太空里拿水泡開了才能吃,拿微波爐轉一轉就能吃熱的了。

自然型食品就是普通食品,想必大家也都看到聶海勝他們3個航天員在天宮空間站里啃蘋果的視頻了,看他們仨吃得那叫一個開心啊。湯洪波啃得最快,扎著馬步就把蘋果啃完了,弄得國外的網(wǎng)友都羨慕嫉妒恨,蘋果就屬于自然型食品。

不過那自然型食品不會太多,蘋果份量也不輕,自然是不能多帶。大部分還是脫水食品??诟猩掀鋵嵤怯幸恍﹩栴}的。也有一些新型的航天食品對口感的影響比較小,比如說輻照食品。

國際空間站里的漢堡包

在國際空間站上,肉類和面包通常是用這種方法處理的。日本人是到哪兒都忘不了拉面,韓國人到哪兒都忘不了泡菜。他們把泡菜和泡面做成了輻照食品,也就是說用高劑量的伽馬射線照射,經(jīng)過這樣處理的食品是可以保存很長時間的,而且基本不破壞原來的營養(yǎng)成分。

太空拉面

NASA研究用紅色LED來培養(yǎng)植物

現(xiàn)在國際空間站也開始供應一些新鮮的水果和蔬菜,數(shù)量也并不多。我們的天宮空間站上未來應該也能提供新鮮的水果和蔬菜,因為我們中華民族是一個非常擅長種菜的民族。那真是走到哪兒種到哪兒,到太空也不能例外。而且,我國已經(jīng)制定了登陸火星的計劃,在太空里種菜就不僅僅是個愛好,而是一個必須要面對的技術難關。去火星的路途可是非常漫長的,中間也得不到任何補給,那就只能全靠自己了。

俄羅斯和其他國家合作搞了一個“火星500”試驗。從全世界招募了幾名志愿者。在一個封閉的實驗艙里生活足足520天。一切資源都是事先存放在實驗艙里的,和外界的通訊聯(lián)系也有很大的延遲。就是為了模擬飛船飛向火星的生活狀態(tài)。我們中國也有一個志愿者叫王躍參與了這個實驗。他面臨的最大的困難就是吃飯,500多天吃不到中國菜。他實在是太想念家鄉(xiāng)的味道了,想吃個拉條子,可惜實驗艙里面沒有啊。再說,俄羅斯提供的航天食品雖然也盡量做到味道可口,但是真要吃上好幾個月,吃上一年多,估計您都能吃出心理陰影。

王躍走出火星500實驗艙

所以在太空里種菜就成為一個非常好的補充。這是對士氣最大的提振。當然啦,畢竟太空嘛,你想吃個炒菜,西紅柿炒雞蛋?那肯定是不行的。你最多做個蔬菜水果沙拉,或者你教外國宇航員拍黃瓜,這也是涼拌的。吃不完可以放在冰箱里,空間站里也有冰箱,保存幾天沒問題。

最后,還有非常重要的一大類食品叫功能食品,其實就是為了補充航天員身體所需的各種營養(yǎng)成分。太空里的環(huán)境和地面畢竟不一樣。他們對抗輻射要求很高。那么也就需要提高食品中的天然抗氧化劑的含量,比如說原花青素、Ω-3脂肪酸,甚至是植物的膳食纖維都可以預防或者是改善輻射造成的傷害。

還有,在失重環(huán)境下,宇航員的腸道菌群也可能退化。所以呢,還需要考慮增加一些富含益生菌的食品。意大利人曾經(jīng)把普通酸奶加上藍莓作凍干處理帶上太空。在地上是民以食為天,在太空里也是一樣,吃飯從來都是頭等大事。

當然啦??臻g站肯定是備有常用的藥品的,因為航天員在太空里生了病,那可不是鬧著玩的。當然有些事兒不屬于生病,比如說女性的生理期。我們這次可是有女性宇航員上太空的哦,來大姨媽了怎么辦呢?她在太空里起碼碰到6次。有人覺得在太空里完全失重狀態(tài)下,會不會造成什么麻煩?其實這種事大可不必擔心,和在地球上并沒有太大區(qū)別。

佩姬·惠特森

如今上過太空的女宇航員不少,而且有些人在太空里面住的時間也不短,創(chuàng)造紀錄最多的是美國的女宇航員佩姬·惠特森,人家在太空里累積居住了666天,單次最長記錄是290天,總共執(zhí)行過10次太空行走。人家沒受到什么困擾,感覺和在地球上差不多。

只有一件事,女航天員們必須要小心點,那就是別讓血液混入水回收系統(tǒng)。因為在空間站里所有的水資源都是要回收的,一滴都不能浪費?;厥障到y(tǒng)有處理人類尿液的能力,但是沒有處理人類血液的能力。

空間站是離不開水的,你總要洗洗涮涮吧,早上起來刷牙洗臉,上廁所也要沖水。再加上人要喝水,喝水就會產(chǎn)生尿液。加起來大概是2公斤。人也會出汗,也會呼吸,也在向外排出水蒸氣,一天下來會向外排出1.8公斤。我們的空間站一般來講是住3個人,一天下來要消耗11公斤的水。這些水全都不能浪費,全都是要回收的。

和平號的水回收處理流程

衛(wèi)生用水是從下水道進行收集的。航天員的尿液是從廁所收集的,冷凝水是從空氣循環(huán)系統(tǒng)收集的。這是3條不同的線路,俄羅斯人的和平號空間站在處理這3種水的時候,可以說是涇渭分明,井水不犯河水。你洗洗涮涮用的那些水,在凈化回收以后還是用來洗洗涮涮。艙內(nèi)收集到的那些冷凝水,最后經(jīng)過凈化處理以后,主要用來給宇航員喝。尿液經(jīng)過凈化以后,用來電解制造氧氣。這完全是三條獨立的路線。如果水量不夠的話,只能靠地面補充,用進步號貨運飛船定期補給。

國際空間站水回收處理流程

美國人在國際空間站上采用的技術就完全不一樣了,尿液要經(jīng)過預處理,利用真空讓尿液在低溫下沸騰蒸發(fā),然后再壓縮。獲得尿液蒸餾水。然后把三種水混在一起,統(tǒng)一凈化處理,最后達到飲用水標準。這種飲用水比地上的自來水還要干凈很多,可以直接喝。但是俄羅斯人心理上過不了這個坎兒,一開始還不怎么愿意,后來也就慢慢接受了。其實啊,說是國際空間站,說到底美俄還是兩家人,好東西都是兩套。

那我國的天宮空間站又是怎么處理的呢?據(jù)我查到的資料,過程跟俄羅斯是類似的,尿液蒸餾水最終是用作電解水產(chǎn)生氧氣,并不是直接用來喝的。當然水是不可能100%回收的,尿液處理以后,剩下一點點高濃度的廢水,還有壓縮處理過的糞便,以及其他的一切垃圾,都要裝進貨運飛船,仍進大氣層里燒掉,一了百了了。說實話,太空里體驗最差的就是上大號,沒有之一。后續(xù)處理也是最麻煩的。目前有一些方案是利用微生物對糞便進行處理,但是也還停留在實驗室階段。

三、求解,宇航員怎么大小便?

航天員通過“漏斗”來解決小便問題?!奥┒贰边B接軟管,軟管的另一端連接至尿液收集系統(tǒng)。航天員小便時要打開收集系統(tǒng)內(nèi)的風扇,這樣就可以將尿從漏斗經(jīng)軟管吸進小便收集器內(nèi)。

2、大便是使用專用的“抽氣馬桶”。它靠風機抽吸,先把其中的水分、臭氣抽掉,再把干的部分用塑料袋密封起來。

由于太空中無重力,航天員的腸子處于漂浮狀態(tài),內(nèi)臟不能正常工作,所以航天員經(jīng)常會有排便吃力、耗時較長等問題。

四、太空中為什么能吞咽?

太空環(huán)境中,由于失重的狀態(tài),食物和水無法像在地球上那樣自然地流動和分布,因此需要采取特殊的措施來處理和保存食物。雖然太空環(huán)境中的失重狀態(tài)會對人體產(chǎn)生一定的影響,但宇航員的身體結構和生理功能已經(jīng)適應了這種環(huán)境,可以進行正常的吞咽動作。

在吞咽過程中,口腔和食道肌肉的協(xié)調(diào)作用是實現(xiàn)食物進入胃中的關鍵。宇航員在太空中的吞咽動作與地球上類似,通過口腔和食道的肌肉收縮和舒張,將食物推入胃中。同時,為了防止食物在口腔和呼吸道中停留,宇航員需要保持良好的口腔衛(wèi)生習慣,以及注意食物的質地和大小,以便順利完成吞咽過程。

此外,太空環(huán)境中的失重狀態(tài)還可能對人體的消化系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響。例如,在太空飛行中,宇航員的腸道可能會發(fā)生擴張,導致消化功能下降。因此,為了保持身體健康,宇航員需要采取特殊的飲食計劃,以確保獲得足夠的營養(yǎng)和水分。

五、宇航員是怎樣拉大便的?

航天員在太空中排便是一個比較復雜的問題,需要依靠特殊的設備和技術來解決。一般來說,航天員在太空中排便有以下幾種方式:

1. 帶著排泄袋:航天員可以在身上攜帶排泄袋,類似于一次性尿布,用完后直接丟棄。排泄袋一般由吸附劑和殺菌劑構成,可以有效地處理排泄物。

2. 使用壓縮式排泄系統(tǒng):這種系統(tǒng)通過壓縮排泄物,將其壓縮成小塊,然后存儲在容器中。這種系統(tǒng)可以有效地減少排泄物的體積和重量,方便儲存和處理。

3. 使用真空式排泄系統(tǒng):這種系統(tǒng)通過真空吸力將排泄物吸入容器中,然后進行儲存和處理。這種系統(tǒng)可以有效地減少排泄物的體積和重量,也可以減少排泄物對環(huán)境的影響。

需要注意的是,航天員在太空中排便需要遵守特殊的衛(wèi)生和安全規(guī)定,以確保排泄物不會對太空艙內(nèi)的環(huán)境和設備造成影響。同時,排泄物的處理也需要采取特殊的技術和措施,以確保對太空環(huán)境的影響最小化。

六、航天員在飛船中如何正常呼吸?

飛船的生命保障措施

如果飛船僅僅計劃作短時間的太空飛行,它只需要攜帶壓縮氧氣罐就能滿足需要。而對于空間站這樣的長時間飛行器,則大多采用制氧機(OGS)電解水的辦法來生產(chǎn)氧氣。在將宇航員的生活廢水以及從空氣中過濾的水氣進行處理后,可以利用太陽能電池所產(chǎn)生的電能來分解水,產(chǎn)生的氫氣排出飛船,氧氣用于呼吸。

水的電解

除了利用電解水來滿足大多數(shù)氧氣需求外,空間站還利用液態(tài)氧推進劑和固體高氯酸鋰罐作為備份。高氯酸鋰燃燒可以生成氣態(tài)氧氣,每一個罐可以為一名乘員提供一天的應急氧氣需求。

安裝在國際空間站的俄羅斯制氧機Elektron

氧氣的制備可以通過電解水加以解決,相比之下,二氧化碳的過濾則要麻煩得多。對于人類來說,我們呼出的二氧化碳氣體、水氣,以及通過腸道和皮膚排放到空氣中的氨氣、丙酮、甲醇、微生物等都是有害的,需要從空氣中過濾并清除。

在阿波羅飛船以及其它大多數(shù)載人飛船里,會利用氫氧化鋰或過氧化鋰來過濾空氣中的二氧化碳氣體,其化學反應過程如下:

2LiOH + CO?→Li?CO?+ H?O

2Li?O? + 2CO? →2Li?CO? + O?

阿波羅13號上的二氧化碳過濾裝置

相比于段時間飛行的宇宙飛船而言,國際空間站上用于過濾二氧化碳和有害氣體的裝置則要復雜得多,這套被稱為CDRA的二氧化碳清除組件采用了熱胺洗滌的原理,它非常高效,也更加昂貴和費電。

CDRA利用將包括單乙醇胺在內(nèi)的各種胺制成分子篩,冷卻的胺會在二氧化碳分子通過時與其發(fā)生化學反應,吸收二氧化碳,這個過程被稱為“胺洗滌”;而在加熱時,反應是可逆的:

CO? + 2HOCH?CH?NH? ?HOCH?CH?NH? ? + HOCH?CH?NHCO? ?

安裝在ISS節(jié)點3寧靜艙里的CDRA單元

盡管胺洗滌法清除二氧化碳所采用的設備極其昂貴,但由于它的反應過程可逆,這意味著胺在相當長時間內(nèi)可以重復使用,不需要補充原料。這節(jié)省了運輸成本,也使維護變得容易,還提高了安全性。

國際空間站的CDRA裝置安裝在歐洲航天局制造的寧靜艙里,它位于國際空間站的節(jié)點3位置,可以說這里不僅是宇航員的廁所、運動場所、觀察地球的窗口,還是整個國際空間站空氣循環(huán)和生命保障系統(tǒng)的核心部分。

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