神舟十三號太空人在太空吃什麼(神舟13號航天員在太空呆6個月)
2023-04-14 14:42:25 1
北京京時間10月16日0時23分神舟十三號載人飛船將發射,飛行乘組由航天員翟志剛、王亞平和葉光富組成,翟志剛擔任指令長。三名航天員將在空間站駐留6個月。
很多人很好奇,航天員在空間站6個月,如廁問題如何解決,還有,就是排洩物如何處理?
想到航天員在空間站,大家腦海裡肯定想到的是航天員在空間站中飄來飄去的樣子,好像完全脫離了重力的限制。其實,太空人在太空艙內並不是零重力而是處於微重力狀態。
微重力環境下,地球上常見的物理現象會發生不可思議的變化。液體和氣體由重力導致的自然對流基本消除、液體中浮力消失、由於物質密度不同引起的沉浮和分層現象也消失等現象。
所以航天員如果在空間站擰毛巾,由於沒有重力影響,毛巾上的水會吸附在毛巾表面或者流到手中。抖出來的一部分水珠,不會像正常狀態下掉落,而是朝著不確定的方向飛。保持的水珠的形態,不會散落成一灘水。
那這樣就給航天員排洩造成了影響,在早期,比如蘇聯的和平號空間站採用的是自密封收集袋。該方案採用坐便器造型,在收集袋基礎上增加了抽吸和自密封裝置,以保證使用時排洩物不會在袋內隨意漂浮,使用完畢後可自動密封,最後放入可以與真空環境連通的專用儲物箱內乾燥、儲存。收集袋既可以帶回地面處理,也可以在返回時直接拋入大氣進行焚毀,節約運載飛船的載荷。
太空馬桶如何使用而如今無論是國際空間站還是中國空間站,都採用的是太空馬桶,早期的太空馬桶空對太空人也是一個挑戰,馬桶在使用時,太空人大便前得先固定鞋子、下半身,然後屁股要緊貼著馬桶座,並對準大便收集口,但稍不小心就會讓糞便從馬桶中飄出亂飛。所以美國太空人在上空間站前都需要訓練如何如廁。
而如今的太空馬桶裡面包含多層內膽、多組風機、尿液分流器、糞便乾燥壓縮器、臭氣和細菌過濾器等設備,它的工作原理是靠一個真空泵產生吸力,將固態和液態的排洩物吸入分流器分別處理。人們在地球上用的馬桶直徑通常為30釐米到45釐米,但航天員使用的馬桶直徑只有大約10釐米,這是為了防止排洩物洩漏,這就要求航天員必須保證向正確的方向用力。
國際空間站的太空馬桶
中國設計的太空馬桶由513所設計,太根據男女航天員的不同生理結構特點設計,可以在風機作用下,產生穩定、可靠的氣體流場,能夠使排洩物克服微重力影響完成收集。除此之外,科學家考慮到排洩前後過程中,糞便黏度不一樣,吸力也須相應變化,小了吸不出,大了可能傷害人體,在國外實驗過程中曾有地面實驗人員腸子被吸出體外的事發生。所以馬桶吸力也可以變化。
排洩物如何處理收集到的排洩物,尿液等液體排洩物要經過尿液處理系統處理,再次使用,採用蒸汽壓縮蒸餾技術將預處理後的尿液進行旋轉蒸餾,收集到的水蒸氣冷凝後形成蒸餾水,然後將蒸餾水輸出給水處理子系統進行深度淨化處理,從而把尿液中的水分提取利用,經過水處理子系統淨化後的再生水,超出國家相關標準要求,可以滿足在空間站中長期駐留的航天員清潔、制氧等用途。
尿液處理系統是空間站中的技術難點之一,2008年,美國宇航總局宣布投資2.5億美元建造太空廁所,之所以造價不菲,就是因為它有一個非常奇特的功能——能將尿液轉化為飲用水。這款昂貴的水處理器不僅能將尿液過濾成飲用水,還能將毛巾上的汗水和溼氣變成飲用水。
2020年,美國6年研發和2300萬美元的投入,新型太空廁所——通用垃圾管理系統(UWMS)送達國際空間站,它比現有廁所的重量輕40%,體積小65%,並且更加節能,其通用核心設計在於很容易地集成到不同太空飛行器和生命維持系統中。
從這都可以看出,太空馬桶的技術難度究竟得有多高。
而固體排洩物會通過真空乾燥失活,壓縮後保存。和其他生活垃圾統一丟棄在貨運飛船上。我們都知道,「天舟二號」在神舟十二號航天員返回之後,天舟二號從後向撤離到一定位置,重新對接在了神舟十二號原來的前向對接口,除了還有任務沒有完成,「天舟二號」還有一個重要功能就是當垃圾站。
航天員在太空生活,他們每天都需要消耗一定數量的物資,吃穿用也會產生大量的廢棄物和排洩物。太空裡沒有下水道,你沒辦法將廢物一衝了之,只能用特製的容器密封起來,定期存放在貨運飛船裡。航天員在太空中穿髒的衣服也不能拿洗衣機洗滌晾乾再穿,空間站裡水資源有限,用來洗衣服成本太高,所以內衣穿幾天之後就打包扔進貨運飛船。
等到任務完成,貨運飛船就會駛向地球的大氣層。一旦進入大氣層,空氣和膠囊之間的摩擦導致它升溫,爆炸,並解體。固體排洩物就這樣處理完成。
可以說,航天員在空間站的生活其實是非常辛苦的,它們既需要克服宇宙輻射、太空重力對身體的影響,又需要克服身體的不便,而它們所做的一切,都是為了我們祖國的航天事業,我們應該向他們致敬。
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