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神舟二十返航在即:航天员250斤排泄物如何处理?

时间:2025-11-05 16:21:33 来源:揽星河的笔记 作者:揽星河的笔记



神舟二十号即将携3名航天员返航,任务成果备受瞩目。然而,公众对航天员在太空半年产生的250多斤排泄物如何处理充满好奇。

在微重力环境下,排泄物无法像地球那样自然处理,若处置不当,不仅可能污染仪器,还可能危害航天员健康。



中国空间站早已配备成熟方案:尿液通过循环系统再生为饮用水,而排泄物不会随返回舱返回地球。那么,这些“太空垃圾”究竟何去何从?又是如何实现无害化处理的呢?

早期航天史上的排泄难题

11月1日,神舟二十号与神舟二十一号完成快速对接后,空间站内的3名航天员已进入返航倒计时。除了整理科研数据、交接设备,他们还需完成一项特殊任务——打包近半年产生的125.3公斤排泄物。



这一话题迅速引发热议,有网友调侃:“地球冲马桶只需一秒,太空失重环境下,排泄物难道会漂浮?”实际上,自神舟五号任务起,航天团队便将“太空如厕”列为技术攻关重点,如今已形成中国航天的“隐形核心竞争力”。

回溯航天史,早期任务曾因排泄处理不当付出代价。1961年,加加林首次太空飞行时未配备排便装置,全程只能强忍;美国水星计划的宇航员更遭遇尿液收集袋泄漏,导致宇航服被浸湿。上世纪80年代,和平号空间站甚至直接将排泄物排入太空,结果冰冻尿液块撞击太阳能板,造成设备损坏。



在微重力环境中,排泄物处理不当的危害远超“脏乱”。尿液飞沫可能腐蚀精密仪器,粪便中的细菌会加速繁殖。神舟十三号任务数据显示,3名航天员半年产生600多升尿液和81公斤粪便,若未妥善处理,空间站将沦为“细菌培养皿”。

中国突破:尿液“变”饮用水

中国航天自2012年神舟九号任务起,逐步构建起半自动排泄物收集系统。至神舟二十号,尿液循环技术已实现“喝了又喝”的高效转化,资源再生率超越国际同类系统。



以神舟二十号任务为例,3名航天员每日产生约1.75升尿液和200克粪便,半年累计达945升尿液和108公斤粪便,总重约125公斤(250斤)。这些排泄物需严格处理:每公斤物资运送成本高达2万美元,资源再生意味着巨额节省。

尿液再生流程堪称“太空魔术”:航天员排尿时,设备通过负压将尿液吸入收集箱,防止飞溅。随后,尿液被抽入蒸馏罐,经旋转加热转化为水蒸气,再冷凝为蒸馏水。此阶段产出的水需进一步净化:过滤杂质、去除离子污染物、添加银离子消毒。最终,6升尿液可提炼出5升再生水,转化率达83%,高于美国系统的81%。神舟二十号航天员每日饮用的水中,半数来自此系统,他们反馈:“与矿泉水无异,甚至更纯净。”



大便处理:打包带回地球

相比尿液,大便处理目前仍以“打包”为主。神舟二十号采用特制收集袋:外层防水透气,内层涂防腐剂,袋口配收紧绳。使用时,航天员打开坐便器抽气孔,负压将粪便吸入袋内,避免飘散。完成后,需手动卷紧袋子、喷洒除臭剂、装入抗压外袋,最终塞入专用收集箱压缩。整套流程耗时10分钟,远比地球如厕复杂。



这些大便箱会与废弃设备一同装入货运飞船,重返大气层时大部分烧毁,仅少量样本被带回地面供科学家分析微生物变化,为长期太空飞行积累数据。

技术价值:从保命到反哺地球

排泄物处理技术对航天事业意义重大。空间站水资源依赖货运飞船运送,每升水运输成本超2000元。神舟二十号通过尿处理系统,半年节省500多升水,相当于减少3个大水桶运输,直接节省上百万元。



更重要的是,该技术为登月、火星探测奠定基础。若航天员需在月球驻留半年,无法携带全部用水,尿液循环系统将成为“生命线”。目前,中国系统已实现180天连续运行无故障,达到火星任务技术标准。

此外,该技术正反哺地球。青海沙漠地区已试点用类似原理处理苦咸水,太空银离子消毒技术也被应用于偏远地区净水器。

结语:硬核科技背后的浪漫

按照计划,神舟二十号将于11月中下旬返航。届时需关注两个细节:一是返回舱不带排泄物,所有收集箱装在轨道舱,于大气层中烧毁;二是航天员带回的再生水样本将送实验室检测,为神舟二十二号任务优化系统参数。



从杨利伟用“太空尿不湿”应急,到如今尿液循环利用,中国航天用20年攻克“太空如厕”难题。下次目睹航天员出舱,不妨想象空间站内那套“废物处理魔法”——这才是最硬核的科技浪漫。