NASA 將價值 2,300 萬美元的馬桶送上天，背後是一部辛酸的太空史

據世界廁所組織統計，人一生約有 3 年時間是花在上廁所，此刻或許你就在馬桶上看這篇文章。

你可能也曾在便秘時吐槽地心引力太小了，但你是否想過身處零重力太空的太空人，在太空上廁所一直困擾無數太空人，因為稍有不慎，就會出現宇宙「飛翔屎」。

為了提升太空人的如廁體驗，最近 NASA 將價值 2,300 萬美元的太空馬桶送上國際太空站。

毫無疑問，這是史上最貴的馬桶。

太空馬桶貴在哪？

NASA 新太空馬桶全稱是通用廢物管理系統（UWMS），重 45 公斤，高 71 公分，比目前國際太空站使用的廁所體積縮小 65%，重量減輕 40%，可整合到不同太空飛行器的生命支援系統。

▲ 通用廢物管理系統的長相。（Source：NASA）

在零重力太空，大腸也處於失重狀態，因此無論怎麼用力也無法像地球順利排泄，只能透過強力氣流將糞便和尿液從體內抽出，並保存在特定容器。UWMS 的氣流是由 3D 列印的鈦合金雙風扇分離器產生。

▲ UWMS 的核心部件。（Source：NASA）

比起老式太空馬桶，UWMS 還新增一個功能，就是打開馬桶蓋時自動啟動氣流，這能控制氣味擴散。

（Source：NASA）

別小看這個功能，因為在太空不能像地球靠空氣流動自然驅散屎尿味，因此異味就凝固在空氣裡，NASA 太空人 Jason Hutt 對這氣味印象深刻：

如果你想重現那種氣味，那就拿幾塊髒尿布、用過的微波爐食物包裝紙和幾條汗液浸透的毛巾，將它們放在老式金屬垃圾桶裡，放在烈日下曬 10 天，然後打開它深吸一口氣。

同時 UWMS 也更符合人體工程學設計，鈦合金材料大大提升馬桶的耐腐蝕性和耐用性，以節省更多清理和維護的時間，讓太空人將更多精力用在研究探索等任務。

據 NASA 高級探測系統後勤計畫經理 Melissa McKinley 介紹，新款太空馬桶另一大特點是對女性太空人更友善，坐在馬桶上排便時，會利用特殊形狀的漏斗和軟管吸收尿，舊款馬桶只能分開進行。

▲ 吸尿的漏斗和軟管。（Source：NASA）

此外，UWMS 還配備另一項黑科技，就是尿液淨化功能，可將太空人的尿液回收淨化處理，重新變回可飲用的水。

據悉 UWMS 的尿液淨化功能是透過尿素生物反應器電化學系統（UBE）做到，高效將尿素轉化為為氨，再將氨分解成水和能量。NASA 尿液處理工程師 Jennifer Pruitt 認為，這樣處理得到的純水比地球任何水都乾淨。

▲ 太空人喝水。（Source：影片截圖）

NASA 太空人 Jessica Meir 表示，目前國際太空站已可回收 90% 包括尿液和汗液等水性液體，試圖在國際太空站模擬地球的自然水循環。

在遠離地球的太空，水循環利用是太空人生存的關鍵。一來運輸成本高昂，國際太空站每年需補給 2,200 升飲用水，要花費高達 22 萬美元，而國際太空站儲存飲用水的空間也有限。

另外，如果人類要離開近地軌道探索更遠的星際空間，物資補給難度也會增加。UWMS 的目標就是在人類前往火星前達 98% 液體回收率，國際太空站是目前唯一可驗證這套系統的測試地點。

（Source：NASA）

NASA 之所以不惜花費巨資研發太空馬桶，除了為未來星際探索做準備，大概也是受夠了俄羅斯時不時故障的廁所。

2007 年 NASA 從俄羅斯訂購一款太空馬桶，並表示比自己研發更划算，沒想到卻成了很多太空人的惡夢。

從尿褲子到黑科技馬桶，是另類的「太空屎」

快給我一張衛生紙，這裡有一坨屎飄在空中。

這幕發生在「阿波羅 10 號」某次載人任務，指令長 Thomas P. Stafford 面對突如其來的「飛翔異物」，不得不求救。

早年太空船並沒有設置廁所，當時紙尿褲也還沒發明，太空人只能用形似保險套的尿袋來上廁所。那女太空人怎麼辦？不必考慮這個問題，那時只有男太空人。

（Source：NASA）

但這種方式也不保險，1961 年艾倫·雪帕德（Alan Shepherd）成為美國第一位進入太空的太空人，但他同時也創下另一項尷尬的紀錄。

當雪帕德在火箭裡等待發射時，突然尿意襲來，便向指揮中心申請在太空服內解決，上級經過 2 小時討論後終於批准，這讓雪帕德成為第一位在太空飛行器裡尿褲子的太空人。

▲ 艾倫·雪帕德。（Source：NASA）

如果太空人要上大號就沒辦法了，只能在發射前灌腸，進食時選擇低纖食物避免刺激排便，做過大腸鏡檢查的朋友應不陌生。

直到阿波羅計畫後，太空人才有了排便專用的糞便收集袋，又稱為「阿波羅袋」，這是可黏在屁股上的袋子，每次方便後還要放入殺菌劑捏碎。

（Source：Mentalfloss）

由於太空船空間有限，當時太空人的排泄物不會留在船上。尿液會從船左舷直接排出去，並迅速結成冰晶。阿波羅 9 號的太空人 Russell Schweickart 曾表示：

太空軌道最美麗的景象，就是日落時的尿液。

阿波羅登月時，為了減輕太空船返航時的重量，太空人直接將用過的「阿波羅袋子」扔在月球上。不久前美國宣布重啟登月計畫，任務之一就是將留在月球的 96 袋大便帶回來。

到了 1980 年代，稱為「太空服之父」的華裔工程師唐鑫源研發出有強力吸水性的材料，用這種材料製成的太空紙尿褲可吸水 1,400 公克，讓太空人執行 10 小時任務不中斷，大大解決太空人的方便問題。

▲ NASA 為女性太空人研發的可吸收內褲。（Source：Smithsonian）

深知這種太空紙尿褲強大吸水能力的太空人莎瑪麗·諾瓦，甚至穿上它連續開車 12 小時、跨越 1,440 公里追殺橫刀奪愛的情敵。

後來這種材料也廣泛應用到民用領域，人們今天穿的紙尿褲，都得感謝唐鑫源。

目前國際太空站共有 2 間廁所，分別位於俄羅斯和美國兩個艙室，都採用氣流吸出排泄物，透過旋轉扇葉將固體廢物分散到容器，比過去有很大進步。

不過在太空上廁所依舊不容易，因太空馬桶的開口只有日常使用馬桶的四分之一，要瞄準並不容易。

因此國際太空站專門在馬桶旁安裝模擬馬桶供太空人練習，這個模擬馬桶開口內建鏡頭，坐上去後能透過旁邊的顯示器看看你是否對準。

上完廁所，太空人還要拿鏡子照照後面，看看是否有不應該出現的東西留在身後，這畫面光想都很好笑。

這些都不算什麼，當廁所故障才讓人絕望。之前國際太空站 2 間廁所多次故障，照太空人Peggy Whitson 的說法，有時候她甚至要用手抓住飄在空中的糞便。

當太空馬桶失靈，不只是衛生問題，甚至會威脅到太空人的健康。NASA 科學家曾在國際太空站廁所發現對抗生素有高抗藥性的菌株，可能會進化成致病細菌，導致太空人生病。

為了設計出更好用的太空馬桶，今年 6 月 NASA 還啟動「月球廁所挑戰賽」活動，向全球徵集「月球廁所」設計方案，將在 2024 年登月計畫使用。

（Source：herox）

NASA 要求「月球廁所」必須滿足多項設計要求，如同時在微重力和月球重力環境下正常運作、兼容男性和女性使用者、可同時排尿和排便等。

再過幾年，太空人可能又將迎來體驗更好、造價更高的新款太空馬桶了。

從地球到太空，科技產品的「性別偏見」無處不在

無論已送往國際太空站的 UWMS，還是大眾徵集的「月球廁所」，都在強調需要滿足女性太空人的使用要求，這可說是一大進步，同時也反映出過去航太設備以男性為中心的問題。

就以目前國際太空站的廁所來說，即便體驗提升不少，但女性太空人排尿時對準漏斗的難度還是比男性要高。

無獨有偶，原定去年 3 月進行的首次全女性太空漫步被迫取消，原因居然是沒有適合女性太空人的太空服尺寸，後來 NASA 才發表非固定尺寸、男女都合身的新太空服。

▲ NASA 新一代登月太空服。（Source：THE VERGE)

早年美國將女性排除在太空人候選人之外，原因是懷疑女性遇到生理期時會失血過多，後來證明這個問題不存在。

就像《天堂花：女太空人的故事》作者指出的，女性在航太領域一直面臨萬有引力和世俗偏見的雙重挑戰。

所幸隨著社會觀念轉變，性別偏見也慢慢改變。搭載中國首位女太空人劉洋的神舟九號，就為她修改了艙內太空衣設計，針對女性手掌製作更適合女性太空人使用的手套。

▲ 劉洋。

其實除了太空，產品設計等的「性別偏見」，在地球隨處可見。

如汽車安全帶的設計就不怎麼考慮女性。據統計，近 10 年美國機動車事故，女性受輕傷的可能性比男性高 71%，受重傷的可能性比男性高 47%，死亡率比男性高 21%。

這是因汽車碰撞測試採用的人體模型大多是以男性平均身材為標準，而「中國汽車技術研究中心中國新車評價規程」對汽車正面碰撞的要求，也是在駕駛座和副駕駛座放置男性假人，女性假人在預設測試場景只是後排乘客。

醫療領域也不乏「重男輕女」產品設計，法國醫療科技公司 Carmat 生產的人造心臟初始就是以男性身材為標準，因此這關乎人命的產品適用 86% 男性，卻僅適用約 20% 女性。

今年疫情期間，不少女性醫護人員也不得不穿著儘管是最小號卻依然過大的防護衣，大大增加了感染風險。

▲ 對女性醫護人員來說過大的防護衣。

雖然性別平等話題在網路時常會陷入無休止的爭吵，但大量科技產品已成為器官延伸的今天，消除產品的性別偏見，讓每個人都平等體驗科技帶來的便利，依舊是有價值的事。

都說設計以人為本，本就不應有男女之別。

（本文由 愛范兒 授權轉載；首圖來源：pixabay）

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