在太空的失重條件下究竟該怎麼寫字呢?這個看似多餘的問題,曾經讓各國航天業頭疼。因為在失重的時候,液體會在表面張力的作用下淤積在筆頭中不出來,所以不管是中性筆還是鋼筆都無法在太空中使用。
Tips:太空,漢語字典解釋是極高的天空。位於瑞士日內瓦的國際航空聯合會定義了大氣層與太空的界線:以離地球海平面100千米(約62英里)的高度為分界線,稱為卡門線。
如果用鉛筆的話又有安全隱患,因為鉛筆是導體,在太空中如果鉛筆芯折斷會四處飄散。進入人眼都是小事,如果不小心飛進電子元件內部,極有可能短路引發災難。為了解決這個問題,美國一位叫保羅·費舍爾的工程師自掏腰包200萬美元,在1948年發明了一款太空圓珠筆,才解決這個看似非常簡單的問題。其實和寫字一樣,很多在地面上輕易就可以做到的小事,在太空中卻一點也不輕鬆。
Tips:太空筆,是為宇航員設計的專用筆。工程師保羅·C·費舍爾,在1965年發明了一種能在太空環境下使用的不漏油,不褪色的高品質圓珠筆,即為通常所說的太空筆。
比如說洗澡、理髮的等等日常清潔,在太空中都非常麻煩。如果只是短時間的載人航天任務倒還輕鬆,忍一忍就回來了,可要是在空間站執行任務,短則三個月多則一年,宇航員又是如何清潔身體的呢?難道說回來就已經發臭了嗎?
宇航員是怎麼洗澡的?
在正式開始之前,我們不妨先腦補一個場景,如果身處在一個柳絮飄飛的空間裡,你還敢大口喘氣嗎?在太空中,任何東西都處於失重狀態,所以水會在身邊到處飄浮,不過這還不是最可怕的。由於水的表面張力,它們會吸附在人的身上難以掙脫。比如說,如果你哭了,眼淚並不會自己流出來,而是堆在眼睛上打轉。如果說水珠進入耳朵等地方,你也只能用毛巾或者紙巾把水給吸出來。
Tips:失重,是指物體失去了重力場的作用,當物體處於失重狀態時物體除了自身重力外,不會受到任何外界重力場影響。
而且,想把身體擦乾也不是件容易的事情,因為毛巾裡的水只能用高溫蒸發的方式去除水分,如果像平時一樣試圖擰乾毛巾,水也會堆積在毛巾的周圍,無法用人力擰乾。說到這裡,想必你已經能想到在太空洗澡是一件多麼困難的事情了。先別說身上的水能不能想辦法擦乾,要是不小心把水吸進了呼吸道,可有你好受的。
從人類開始建造空間站開始,科學家就一直在想辦法解決這個問題。比如說在美國的空天實驗室和前蘇聯的禮炮7號空間站裡,技術人員就設計過堪稱豪華的淋浴間。天空實驗室中的浴室,是一個可以摺疊的大型圓筒,在圓筒裡有熱水裝置,淋浴頭和廢水吸收裝置,可以讓宇航員在太空中奢侈得洗一次熱水澡。
Tips:宇航員洗澡時,袋內有清水和浴液噴出,搓洗完畢後,可以開啟袋下的抽風機,把髒水抽走。
不過,這套系統在實際使用了幾次之後,便被停用了。因為過程非常麻煩,還容易嗆到宇航員。為了加熱浴室中儲量2.7升的水,宇航員需要等待45分鐘左右,而在真正洗澡的時候,亂飛的水滴簡直把圓筒內變成了密封的水棺材。於是在嘗試了幾次之後,美國宇航員就放棄了在空間站洗澡的奢侈想法,只能站在這個圓筒裡面用毛巾擦拭身體。
前蘇聯設計的浴室相比於美國的要更靠譜一點,在禮炮七號和和平號空間站裡都有裝備。其中禮炮七號是透過加熱氣流送水的方式清潔,所以宇航員不僅可以在裡面洗澡,還能用來蒸桑拿。不過在洗澡的時候,必須配備護目鏡和呼吸器,否則也會被水嗆到。不過美中不足的是,這套淋浴系統太過複雜,從組裝,加熱洗澡水再到用後消毒,平均需要花五個小時的時間,所以最多一個月只能使用一次。
Tips:禮炮7號是蘇聯禮炮計劃中的最後一個太空站 ,是一個典型的第二代空間站。其在軌執行時間為1982年至1992年。
而和平號空間站裡的洗澡裝置也同樣複雜,洗澡水只有2.5升,加熱同樣需要等待40分鐘,用完還要花2個小時對裝置進行消毒,真正的洗澡時間只有5分鐘。估計洗完澡還沒清爽多久,清洗淋浴間就又是一身臭汗了。所以這套裝置宇航員只用過一次。
經歷過這些失敗之後,各國的空間站最後都採用擦拭的方式清潔身體。比如說在美國的國際空間站裡,宇航員每天會有配額的洗毛巾擦洗身體。擦完之後的溼毛巾會被專門的裝置回收,把毛巾裡的水蒸乾回收利用,而毛巾就可以當做垃圾處理了,這樣做也是出於經濟上的考慮,畢竟在太空裡水資源實在是太珍貴了。
Tips:消毒是指殺死病原微生物、但不一定能殺死細菌芽孢的方法。通常用化學的方法來達到消毒的作用。
國際空間站的貨物供給又由Space-X的龍飛船提供。雙方在2008年簽訂了一項運輸協議,要求Space-X至少向國際空間站運送20噸的物資,這樣算下來,運送一升水的價格大概是8萬美元。所以不管是尿液還是洗澡水,空間站都會把它們回收利用好節省經費。我國的天宮一號也是如此,它的可活動空間只有十幾立方,沒有多餘的空間研究浴室,所以洗澡也是靠擦拭為主。
Tips:再生資源回收以物資不斷迴圈利用的經濟發展模式,正在成為全球潮流。可持續發展的戰略,得到大家一致同意。
而且在有女性航天員的時候也要注意隱私問題,所以衛生間區域還有用來遮擋的簾子,為了照顧女孩子愛美的天性,她們每天用水的限額要比男宇航員多一點,算是非常貼心的制度了。
宇航員如何日常打理?
除了洗澡之外,宇航員的日常打理也需要特別的設計。比如說想要洗頭的話,就需要先把水一點一點擠在頭髮上,打溼之後再用毛巾擦乾。當然,男性宇航員還要注意修整自己的鬍子,如果鬍子太長,有可能影響到呼吸面罩的使用。
Tips:呼吸面罩,由主體、眉撐、彎頭、彎頭蓋、軟墊、膠塞、卡環、卡扣、額頭墊、頭帶組成。產品未滅菌,僅供單個病人使用。
不過,在這裡刮鬍子不可能用泡沫軟化鬍鬚,也不能用電動剃鬚刀,要不然鬍子碎屑會飄得到處都是。在國際空間站裡,刮鬍子都用剃鬚刀片,在剃鬚刀的上下還有粘性物質,可以把刮下來的鬍渣黏住防止亂飛。而想要剪頭髮的話,則是個團隊合作的專案了。最早用的是剪刀和吸塵器,由別人幫忙,先把要剪掉的頭髮捏住,剪掉之後用吸塵器收集起來。
之後有了專門的太空理髮工具,把電推子和吸塵器結合在了一起。有了它之後,藝高人膽大的宇航員也能自己給自己理髮了。至於刷牙這個小事,各國的航天部門也費了一番心思。比如說在國際空間站上,宇航員就配備了一種可以食用的牙膏。這種牙膏不會在刷牙的時候起沫,所以不用擔心會亂飛。
Tips:剃鬚刀是剃刮鬍須的用具。屬於自我服務型工具,多為成年男子使用。為了保證剃鬚效果,乾電式剃鬚刀最好選擇高效能鹼性電池。
想要刷牙的時候,先用吸管喝一口水,然後用嘴唇包住牙刷刷牙就行了。只不過,漱口水沒有地方吐,只能嚥進肚子裡去。而牙刷的清潔也比較麻煩,需要擠一點水在牙刷的絨毛上,之後用毛巾擦乾。不過這種刷牙的方式還是會有小水珠飛濺的問題,所以美國之後乾脆開發了一種橡皮糖,讓你嚼著解決刷牙的問題。而前蘇聯的做法就簡單粗暴得多了,先用指頭沾上水代替牙刷刷牙,之後再用毛巾擦乾就行。
宇航員回來是不是已經臭了?
這是一個比較尷尬的問題,尤其在航天技術發展的早期,體味都不算最大的麻煩,宇航員常常要和屎尿屁共存共榮。在早期,航天任務的時間不長,而且美蘇爭霸下只顧著重新整理記錄了,生活質量卻一點都沒提上去。
Tips:人類的體味大多是皮脂腺分泌出來的脂肪酸的味道,所謂腋臭就是腋下皮脂腺分泌過多,和自主神經功能相關。
比如說美國,最早發明了紙尿褲,就是為了讓宇航員應急小便的。到了之後,才有了尿袋和屎帶,而且操作起來比較麻煩。而且一個太空艙的空間就這麼大,你方便一下,全船上下都是一個味道。當然,飛船上也有活性炭空氣過濾裝置,所以除了方便的時候需要忍受一下之外,其他時候還是可以保持空氣清新的。而且宇航員還有可以更換的貼身衣物,通常每過十天更換一次,味道也不算太大。不過,要是碰上一些意外情況,宇航員回來估計都成“屎人”了。
1969年5月,阿波羅10號飛船在前往月球執行繞月任務時,就發生過這麼一件“趣事”。不知道是誰大便的時候沒有封好密封袋,結果宇航員看見一坨排洩物在船艙裡面飄蕩。最逗的是船上就三個人,卻都相互推卸都說不是自己拉的,結果過了這麼多年都沒有找到真兇。
Tips:成人紙尿褲是一次性使用的紙類尿失禁用品,成人護理產品之一,主要適用於失禁成人使用的一種拋棄式的尿褲。
這大概是世界上第一起外太空飛屎事件,之後的國際空間站裡,馬桶也多次出現堵塞漏水事件,宇航員只好齊上陣,用抹布把湧出來的水給擦乾。而有史以來最臭的宇航員,大概要數阿波羅十三號上的三位了,他們分別是吉姆·洛威爾、傑克·斯威格特和弗萊德·海斯。原本按照計劃,他們應該是第三批登上月球的宇航員,但在飛向月球的時候,服務艙的氧氣罐發生爆炸。
為了保命並安全返回地球,宇航員不得不關閉了飛船的燃料電池,嚴格控制用電量好讓飛船有足夠的電力修正返回角度。因為擔心朝太空排尿產生的動量變化會影響飛船的軌道,宇航員的尿袋和屎帶都只能堆在船艙之中。關閉了除溼和加熱系統的飛船,宇航員呼吸的水蒸氣,以及汗液都沒有辦法去除,大量堆積在船艙表面結成了冰霜,味道要多難聞有多難聞。
Tips:阿波羅13號的三位太空人在太空中面臨衛生系統損壞所導致的種種危機,但最後仍成功返回地球。
而且其中的弗萊德·海斯也因為嚴寒生病,直接吐在了船艙裡面,很難想象整個船艙裡面的味道究竟有多酸爽。尤其到了返回大氣層的階段,返回艙升溫融化了船艙裡的冰霜,把三位宇航員淋成了落湯雞。大概,人類以後的天空史裡,也很難再碰到比他們還要狼狽的事情了。
結語
遨遊太空在我們看來是一件非常浪漫的事情,但不管多浪漫的東西,一旦變成生活就足以摧毀你對它的所有幻想。幾個人擠在一個狹小的空間裡,別說洗澡,就連方便一下都成了有史以來最大的難題。據國際空間站的統計,雖然現在的太空馬桶已經可以完美解決大便和擦屁股的難題,但宇航員們依舊感覺非常不適,結果便秘成了宇航員的普遍毛病。
Tips:在第七屆中國航展上,民間發明家金徐凱攜其設計的“太空馬桶”亮相,頓時引起國內外關注。
而如果要問宇航員下了飛船之後最想做的第一件事,大多數人都會選擇舒舒服服洗個熱水澡。這個時候再想想宇航員招募要求裡最重要的一條是擁有極強的心理素質,大概也能想明白了。因為你真的不會知道下一秒在你面前飄過的不明液體究竟是什麼,也不知道總是出問題的太空馬桶會不會把排洩物噴得到處都是。
Tips:熱水澡可以促進血液迴圈,我們小時候學的道理有一個熱脹冷縮,熱水澡能擴張血管繼而促進血液迴圈。
更不用說只能用毛巾擦身體,以及每次上廁所總有種上刑場的悲壯。在上千萬的豪宅裡過著豬圈一般的生活,大概就是早期航天史的真實寫照。感嘆之餘,也不免讓人心生敬佩,如果沒有這些宇航員的付出,哪會有如今蓬勃發展的航天事業呢?