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26-04-08 07:45 微博认证:工程师

#美绕月飞船1.5亿厕所已瘫痪#
[偷乐]绕月途中出糗!美国飞船厕所瘫痪,宇航员排的尿液飘满太空
美国宇航员在太空遇到的最大危机不是火箭故障,不是氧气泄漏,而是厕所坏了! 就在4月1日发射升空几小时后,猎户座飞船上的太空马桶风扇卡住了,尿液收集功能直接瘫痪。
宇航员克里斯蒂娜·科赫在地面指导下紧急修理,其他宇航员不得不使用应急尿袋。 更夸张的是,飞船舷窗外飘过的白色液滴,那其实就是宇航员们排到太空的尿液。 美国搞了这么多年航天,国际空间站都能把98%的尿液回收成饮用水,到了重返月球的关键时刻,连个像样的厕所都搞不定。
这事儿得从猎户座飞船的设计说起。 这艘飞船配备了一个叫“通用废物管理系统”的太空马桶,听起来挺高级对吧? 可实际上它就是个简化版。 尿液每天直接排到太空,固体废物才装起来带回地球。
NASA的解释是,这次绕月任务只有10天,没必要装复杂的水循环系统。 可问题是,国际空间站上的水回收系统已经能把98%的废水变成饮用水了,为什么猎户座飞船反而倒退了呢?
那个厕所故障发生在发射后不久。 宇航员报告说马桶风扇卡住了,尿液收集功能用不了。 地面控制中心赶紧制定维修指南,通过无线电一步步指导宇航员修理。 你知道在太空修厕所有多难吗? 微重力环境下,液体不会往下流,得靠风扇产生的气流把尿液吸进储罐。 风扇一坏,整个系统就瘫痪了。
宇航员唐·佩蒂特后来透露,他们准备了可折叠应急小便器,这东西利用毛细力控制尿液,就像太空杯控制咖啡液一样。 他说这玩意儿能替代11.3公斤重的纸尿裤需求。
舷窗外飘过的白色液滴视频在网上传疯了。 那些液滴其实是尿液和废水混合物,在太空中迅速冻结成冰晶,在阳光照射下闪闪发光。 NASA早就说过,猎户座飞船不仅排放二氧化碳,还会排放尿液,这些排放物会对飞船轨道产生微小扰动。 飞行控制团队得持续监测,随时准备进行轨道修正。 听起来是不是很科幻? 在太空中,连上厕所都成了影响飞行动力学的大事。
国际空间站的水循环系统已经运行很多年了。 那个系统能从尿液、汗水和呼吸湿气中回收水分,经过多层过滤净化,变成比地球上自来水还干净的饮用水。 回收率从最初的85%提高到93%,再到现在的98%。 宇航员们喝的水里,确实有自己尿液回收来的部分,但经过处理后的水比任何瓶装水都纯净。 可猎户座飞船偏偏没装这套系统。
NASA把这次任务定义为“载人试飞”。 四个核心目标里,第一个就是验证生命保障系统。 他们要测试飞船在深空环境中维持宇航员生存的能力,包括清除二氧化碳、控制温湿度、处理废弃物。
厕所故障恰恰发生在最需要验证的系统上。 指令长后来在采访中说:“我们即将尝试的是把人类送入太空,去到从未去过的远方,然后再顺利回到地球。 听起来简单,但正是此次任务所要准备测试的。 ”
猎户座飞船的乘员舱直径5.03米,高3.3米,密封舱容积约9.3立方米,要容纳四名宇航员生活10天。 飞船服务舱由欧洲空客公司研制,生命保障系统能支持最长21天的自主飞行。
这次任务要飞到距离月球表面仅120公里的地方,远地点达到47万公里,创造人类太空飞行最远距离纪录。 深空辐射剂量是国际空间站的2到3倍,飞船用了含聚乙烯的多层防护结构来屏蔽高能粒子。
尿液排放到太空其实有个技术原因。 猎户座飞船的设计重量约21.9吨,每增加一公斤设备都会显著增加发射成本。 水循环系统需要额外的泵、过滤器、储罐和管道,重量和复杂度都会大幅增加。 对于10天的短期任务,NASA认为直接排放比回收更经济。 但这也暴露了一个问题:美国的重返月球计划还处在过渡阶段。
宇航员们在任务期间要完成五项人体研究实验,重点观察深空飞行对心血管功能、骨骼密度和认知能力的影响。 这些数据会用于优化后续登月任务的生命保障设计。 加拿大宇航员还要操作机械臂进行在轨测试,为未来月球表面设备部署做准备。 整个任务就像一场大型实战演练,每个系统都在接受考验。
那个厕所故障灯闪烁的时候,地面控制团队分析了大量数据。 他们发现是厕所控制器出了问题,不是硬件损坏。 宇航员按步骤重启系统、检查电路,最终恢复了正常功能。 NASA发言人在直播中说,在马桶修好前,至少有一名宇航员使用了应急尿袋。 这种尿袋是特殊设计的,能防止液体在微重力下飘散。
猎户座飞船的隔热罩要承受约2760摄氏度的再入温度。 飞船以第二宇宙速度返回大气层时,外部温度会急剧升高。 这次任务要测试隔热罩在真实深空环境下的性能,为未来的火星任务积累数据。 通信导航系统也要在月球轨道的遥远距离和强辐射环境下接受验证,地月通信延迟比近地轨道大得多。
阿尔忒弥斯2号任务有四名宇航员,其中一名加拿大宇航员,美国宇航员中包括世界首位参与绕月飞行的女性。 他们从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空,用的火箭是“太空发射系统”,这是目前全球推力最大的运载火箭之一,专门为深空探测设计。 火箭高约98米,直径约8.4米,重约2500吨。
尿液排放对轨道的影响其实很小,但NASA必须考虑所有因素。 在太空中,任何质量排放都会产生反作用力,改变飞船的速度和方向。 飞行控制团队要计算这些微小扰动,必要时启动推进器进行修正。 这就像在地面上,你从移动的汽车里往外扔东西,汽车的速度会有微小变化,只不过在太空中这种效应更明显。
国际空间站的水回收系统用了真空蒸馏技术。 尿液先经过化学处理,防止微生物生长,然后被泵入蒸馏圆筒。 圆筒快速旋转,在筒壁上形成尿液薄雾,加热到40摄氏度,在低压下迅速蒸发。 蒸馏出的水蒸气被冷凝收集,经过多层过滤和净化,最后变成饮用水。 剩下的浓缩废液会被装进货运飞船,在大气层中烧毁。
猎户座飞船的厕所设计考虑了男女宇航员的不同需求。 漏斗形状、气流速度、收集装置都做了人体工程学优化。 固体废物收集器有独立的抽气风扇,污水会增加化学药物预处理,防止沉淀物阻塞管道。 固体废物袋可以更换,带有活性炭装置除臭,还能压缩节省空间。 可即便这样,还是出了故障。
这次任务如果成功,就能为2028年的阿尔忒弥斯3号载人登月奠定基础。 NASA计划在2032年前建设长期月球基地,实现人类在月球的持续存在。 但眼前的现实是,连基本的生命保障系统都还在测试阶段。 厕所故障、尿液直排,这些看似小问题,实际上反映了深空探索的巨大挑战。http://t.cn/AXM2fOqH http://t.cn/AXM2iSCP

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