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【前言】

神舟十八号航天员即将返回地球，三名航天员在太空中度过了约180个日夜，完成了多项重要科学实验和技术验证。

据估计，三名航天员在太空中能够产生约400斤的排泄物，但在太空中，处理日常生活中产生的排泄物却是个难题。

这些特殊的“太空垃圾”该如何处理？是否会被带回地球？

太空如厕

对于地球上的我们来说，上厕所是再简单不过的事情，但在失重环境下，这个简单的生理需求却变成了一个巨大的挑战。

为了解决这个难题，研发出了特殊的太空马桶，这种马桶看起来可能有点奇怪，但采用了负压系统，通过强大的吸力将排泄物吸入马桶，防止它们在失重环境中到处飘散。

马桶座椅的设计也经过了精心考虑，不仅要保证航天员能够稳稳地坐在上面，还要适应不同体型的航天员。

太空如厕的挑战还涉及到人性化设计，考虑到男女航天员的生理差异，科学家们专门为女性航天员设计了更适合的马桶。

这种马桶的座位更高，略有倾斜，方便女性航天员在失重环境下保持平衡。

新型太空马桶还采用了3D打印技术制作的钛合金风扇分离器，不仅能产生强大的吸力，还能有效分离固液废物。

从最初简单的收集装置，到如今的高科技太空马桶，太空如厕技术的发展，其实是一个不断创新、不断突破的过程。

但仅仅有一个好用的马桶还远远不够，在太空中，每一滴水都是宝贵的资源。

在地球上，我们常常把排泄物视为废物，恨不得赶紧冲走，但在资源匮乏的太空环境中，这些“废物”却成了宝贵的资源。

太空资源循环利用

因此，科学家们又想出了一个绝妙的主意：把尿液净化成饮用水，这项技术早已在国际空间站上得到了应用。

这套系统的工作原理并不复杂，尿液会被加热到沸腾，产生的蒸汽经过冷凝器冷却成水。

这些水会经过一系列过滤和净化处理，最终变成比地球上自来水还要纯净的饮用水。

通过先进的过滤和净化系统，航天员的尿液可以被转化成纯净的饮用水，不仅解决了饮水问题，还大大减少了对地球补给的依赖。

对于这种“特殊”的饮用水，很多人可能会感到不适，但在资源极其有限的太空环境中，这种循环利用的方式无疑是明智之选，况且经过处理的水质，甚至比地球上的自来水还要干净。

在国际空间站上，美国宇航员已经习惯了饮用这种再生水，不过俄罗斯宇航员则坚持使用地球运送上来的水。

除了尿液，粪便的处理同样是一个大问题，在太空中粪便会被收集起来，经过真空干燥处理后密封保存。

这些干燥后的粪便不仅不会产生异味，还可能成为未来太空农业的宝贵肥料。

科学家们正在研究如何在太空中种植蔬菜和水果，而航天员的排泄物可能成为重要的养分来源。

NASA已经在国际空间站上进行了多次太空种植实验，2015年，宇航员们成功在太空种植并品尝了生菜。

虽然这些生菜是用特制的营养液种植的，但未来使用处理过的人类排泄物作为肥料并非不可能。

除了尿液和粪便，在空间站上，洗漱水、清洁水等都会经过处理，去除杂质和微生物后再次利用。

每一次看似微不足道的进步，其实都是在切实解决宇航员的生存问题，甚至为人类长期太空探索奠定了重要基础。

在浩瀚的宇宙面前，人类显得如此渺小，面对太空环境的种种挑战，没有哪个国家能够独自应对，正因如此国际合作在太空探索中越来越重要。

共同应对太空环境挑战

各国航天机构深知，只有通过共享技术和经验，才能更快地攻克太空生存难题。

在这一领域，美国航天局、俄罗斯航天局、欧洲航天局以及中国国家航天局等都在积极参与合作。

国际空间站这个科研平台，就汇集了多国智慧，美国研发的水回收系统不仅为美国宇航员服务，也惠及其他国家的宇航员。

俄罗斯的太空马桶设计同样在站内得到广泛应用，这种技术共享大大加速了太空排泄物处理技术的进步。

除了技术共享，各国航天机构还在国际空间站上进行联合实验，NASA和ESA合作开发的先进闭环生命保障系统，就是一项旨在提高空气和水循环效率的重要实验。

这个系统不仅能处理宇航员的排泄物，还能回收呼出的二氧化碳，转化为氧气和水。

中国虽然暂时不是国际空间站的成员国，但在太空排泄物处理技术方面也取得了显著进展。

中国空间站天和核心舱采用了先进的再生生保系统，能够有效处理宇航员的排泄物和其他废弃物，这些技术成果也通过各种国际会议和学术交流与其他国家分享。

随着人类将目光投向月球和火星，各国航天机构正在积极探讨未来月球和火星基地的排泄物处理方案。

NASA的“月球厕所挑战赛”，吸引了全球创新者为未来月球任务设计新型厕所系统。

欧洲航天局则提出了“月球村”的概念，计划在月球建立永久基地。

在这个宏伟计划中，高效的排泄物处理和资源循环系统将发挥关键作用。

中国也在积极筹划月球科研站，相关技术研发正在紧锣密鼓地进行中。

人类探索的脚步不断向宇宙深处延伸，太空排泄物处理技术也在不断革新。

科学家们正在构想和研发更加先进、高效的系统，为未来长期太空任务和星际移民铺平道路。

太空排泄物处理的新篇章

3D打印技术在太空排泄物处理中的应用前景广阔，科学家们正在研究如何利用3D打印技术在太空中制造马桶零件和其他卫生设备。

这不仅可以减少从地球运送备件的需求，还能根据不同宇航员的身体特征定制个性化设备，提高使用舒适度。

利用特殊的微生物来分解排泄物，也能将这些“太空垃圾”转化为有用的资源。

某些细菌可以将人类排泄物转化为甲烷，这种气体可以用作燃料或者制造其他化学物质。

纳米技术也有望在太空排泄物处理中发挥重要作用，正在开发的纳米级过滤膜，能更有效地过滤和净化废水，提高水资源循环利用的效率，纳米材料也能用于制造更轻便、更耐用的太空厕所设备。

智能系统可以实时监测和调整处理过程，优化资源利用效率，根据宇航员的饮食习惯和身体状况，预测排泄物的成分和数量，从而调整处理参数，实现精准化管理。

闭环生态系统不仅能处理人类排泄物，还能将其转化为植物生长所需的养分。

还有太空农业，科学家们正在探索如何在太空环境中种植作物，而处理过的人类排泄物可能成为重要的养分来源。

量子传感器可能用于更精确地检测水质和空气质量，确保循环系统的安全性。

量子计算则可能用于模拟和优化复杂的生态系统，帮助科学家设计更高效的闭环生命支持系统。

随着技术的进步，未来的太空厕所可能配备虚拟现实系统，为宇航员营造更舒适的如厕环境。

声波清洁技术可能取代传统的冲水系统，既节省水资源，又提高清洁效果。

太空排泄物处理技术的发展，将不仅仅局限于解决卫生问题，而是朝着全面的资源循环利用方向发展。

结语

太空排泄物的处理，不仅关乎到航天员的生理需求或者生活舒适程度，更关乎到未来外太空栖息地的建立。

从最初简陋的收集袋到如今高科技的循环系统，这不仅仅是一个技术问题，更是人类适应极端环境、实现可持续发展的缩影。

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END

参考资料

央视新闻客户端在2024年10月28日《这份神十八乘组太空“出差”报告 包有趣的！》的报道

环球网在2022年8月25日《一探究竟!太空垃圾如何分类处理?》

湖北日报在2021年6月17日《航天员在空间站呼出的二氧化碳和排泄物咋处置？这两个东西发挥关键》的报道