美國國家航空航天局(NASA)的“阿爾忒彌斯2號”載人繞月任務(wù)引發(fā)全球關(guān)注。此次任務(wù)于佛羅里達州肯尼迪航天中心發(fā)射,搭載4名宇航員乘坐“獵戶座”飛船,由“太空發(fā)射系統(tǒng)”火箭送入太空,執(zhí)行為期約10天的繞月飛行。這是自1972年阿波羅17號任務(wù)后,人類首次重返月球軌道,標(biāo)志著深空探索邁入新階段。
與半個世紀(jì)前的阿波羅計劃相比,“阿爾忒彌斯計劃”的野心更大。該計劃旨在建立月球基地、部署迷你核電站,最終實現(xiàn)人類在月球的長期駐留與資源開發(fā)。航天科普作家史晨指出,“獵戶座”飛船指令艙在技術(shù)上遠(yuǎn)超阿波羅時代。其電子數(shù)碼系統(tǒng)涵蓋計算機、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù),實際可居住增壓空間達9立方米,較阿波羅飛船的6立方米顯著提升,為宇航員提供了更舒適的環(huán)境。
此次任務(wù)中,“獵戶座”飛船首次在深空載人航天器上配備了真正的廁所——“通用廢物管理系統(tǒng)”(UWMS)。這一突破性設(shè)計解決了太空如廁的長期難題。史晨解釋,在微重力環(huán)境下,人體廢物無法像在地球上那樣自然下落,必須依賴真空抽氣裝置產(chǎn)生氣流進行收集,操作復(fù)雜程度遠(yuǎn)超地面廁所。
阿波羅飛船的排泄處理方式堪稱原始:液體廢物通過閥門軟管排入收集袋或直接排放到太空,固體廢物則裝入帶殺菌劑的塑料袋密封。這種設(shè)計不僅不衛(wèi)生,還容易導(dǎo)致泄漏,艙內(nèi)空氣污濁,且毫無隱私可言。相比之下,“獵戶座”的UWMS系統(tǒng)更加緊湊高效。液體與固體廢物收集器采用獨立抽氣風(fēng)扇,污水經(jīng)化學(xué)預(yù)處理防止沉淀物堵塞,固體廢物儲存罐可壓縮節(jié)省空間,并配備活性炭除臭裝置。系統(tǒng)還優(yōu)化了人體工程學(xué)設(shè)計,適應(yīng)不同體型宇航員的需求。
盡管如此,UWMS在任務(wù)初期仍遭遇小故障,需宇航員進行維修。史晨介紹,現(xiàn)代太空廁所通過真空泵分離收集液體與固體廢物。液體廢物經(jīng)軟管與可拆卸漏斗收集后,存入柔性廢水箱或吸水材料填充的污水罐,最終根據(jù)任務(wù)需求排放到太空或凈化后循環(huán)利用。固體廢物處理流程更為復(fù)雜:宇航員需先固定雙腳,打開收集器蓋與座圈,套上專用收集袋后關(guān)閉座圈確保固定,啟動真空抽氣機完成排泄,最后密封廢物袋并存入密封箱。
為節(jié)約航天器資源,太空廁所的空氣會經(jīng)過濾與活性炭吸附凈化后重新循環(huán)至艙內(nèi)。目前,NASA等機構(gòu)正研究從固體廢物中回收水分的技術(shù),并探索高溫氧化或等離子體電弧處理有機廢物的方法,以應(yīng)對未來火星載人任務(wù)的需求。這些創(chuàng)新不僅提升了太空生活的便利性,也為深空探索的可持續(xù)性提供了關(guān)鍵支持。











