航天飛船/空間站里宇航員的糞便是如何處理的？

11-28

長期的空間站生活需要在物質上實現最大可能的循環利用，在這個過程中糞便是怎麼被利用的？

問題是我自己提的，後來由於別的原因整理了一些資料，自問自答，有沒有人看無所謂了。圖片來自百度和相關文獻，如有疏漏請多指教。
==================================================
「太空廁所」進化史

本文內容可能引起不適，請正在吃飯的同學謹慎瀏覽。

所謂人有三急，即便是走在人類最高端的航天員，也是要上廁所的。

那麼問題就來了，在微重力環境下（不超過10-5~10-4G）,排泄物離開身體後不會輕易就範；一旦系統發生泄漏，畫面太美…

早期的航天器由於任務時間短通常不設廁所。前蘇聯東方1號（Восто?к-1，1961）任務時間僅1h48min。當人類首位航天員尤里·加加林步入發射艙時卻突感尿急，為了不耽誤發射他只好順著航天服的管子向外排尿——靠著汽車輪子；同期美國水星計劃（Project Mercury，1959-1963）共進行4次載人飛行，最長任務時間34h19min49s，發射前航天員進食「低渣食物」，任務過程中不能排便——只能憋著。即便如此，美國首位宇航員阿蘭·謝巴德由於等候發射時間過長而遭遇尿急，直接尿在航天服里。

NASA後續的雙子星計劃（Project
Gemini，1961-1966）、阿波羅計劃（Project
Apollo,1961-1972）任務時間大大增長。Gemini-7達到了330h35min1s；Apollo11登月任務持續了205h18min35s。

兩周時間裡只靠航天員「憋著」完全不現實。NASA的解決方案簡單粗暴，由於早期只有男航天員（美國第一位女航天員薩利·賴德1983年搭乘挑戰者號太空梭HMS Challenger進入宇宙），甚至設計出了一種condom-like
punch來收集、保存尿液，看上去相當簡陋。

由於糞便形態和狀態不穩定，又伴生臭氣和細菌，當時技術條件也不能利用，於是和尿液分別收集。Apollo採用塑料糞便收集袋，袋口有粘合劑供航天員粘住自己臀部；袋內裝有指套、干/濕紙巾和殺菌劑；所有廢物統一封裝後，從袋外捏碎殺菌劑與糞便混合，全過程手動操作，使用難度較高。

畢竟是第一代產品，僅僅解決了基礎生理需求。航天員紛紛抱怨「在太空中上廁所是整個任務最大的挑戰」。每次脫穿航天服異常麻煩不說，上廁所耗費個把小時也很正常，臭味和細菌還會污染本就狹小的艙內空間。通常需要艙員定時排隊上廁所，其他人遠遠躲開。

在載人航天事業進程中有一位中國人功不可沒。唐鑫源，江蘇無錫人。早年赴美學習化學、紡織染整工程。初次回國後致力毛紡織染整工業，任中國紡織工學院副院長。1949年唐再度赴美研究高分子化學（1949年再度赴美…嗯…）。1962年出任NASA材料研究所所長，其研究的高分子吸水樹脂解決了航天員應急排尿的需求，即尿不濕的前身。1969年Apoll登月成功後被NASA署長譽為「航天服之父」。1989年唐成為NASA總工程師，先後獲NASA最高特殊工程成就獎章及首個太空實驗獎，擁有1500多項專利，入選太空技術名人堂。1994年退休後獲德克薩斯州榮譽海軍上將。曾任美國海陸空軍及航空機構顧問和顧問委員會委員，被尼克松、福特、里根、布希聘為顧問團委員，美國國會兩院諮詢委員，美國安全委員會顧問等。2001年因前列腺癌於休斯頓逝世。

時至今日，航天服內仍備有這種超強尿不濕，供航天員在起飛/降落、艙外活動以及應急情況下使用。2003年中國首個載人航天項目神舟五號上就沒有廁所，楊利偉只能依靠航天服里的尿不濕。事實上整個任務中楊利偉都沒有進行空間實驗操作，他的工作就是呆著。不過這已經是中國航天事業的巨大進步了。

美國天空實驗室（SkyLab）、前蘇聯「禮炮計劃」（Салют）、俄羅斯和平號空間站（Мир）採用了略為改進的自密封收集袋。該方案採用坐便器造型，在收集袋基礎上增加了抽吸和自密封裝置，以保證使用時排泄物不會在袋內隨意漂浮，使用完畢後可自動密封，最後放入可以與真空環境連通的專用儲物箱內乾燥、儲存。收集袋既可以帶回地面處理，也可以在返回時直接拋入大氣進行焚毀，節約運載飛船的載荷。

相比上述兩種袋子，NASA和RFSA後來設計的太空廁所堪稱奢華。新的太空廁所配有多個固定扣/帶、一個多層內膽、多組風機、尿液分流器、糞便乾燥壓縮器、臭氣和細菌過濾器等設備。使用時，風機向內膽中輸送高速空氣流使液、固分離，液體處理後可重複利用，固體被氣流切割後進入收集內膽；使用結束後，固體廢物通過真空乾燥失活，壓縮後保存。

後續的太空廁所設計更加人性化，馬桶形狀更加貼合舒適，為保護隱私加裝帘子（主要是女航天員增多），各系統運行更加穩定高效。目前在軌的國際空間站（ISS）、中國「天宮一號」，基本延續了這種設計思路，只是外觀和具體技術細節和參數上略有差異。當然各國最新的技術和裝置都是嚴格保密的。

即使極端追求裝置安全穩定如航天器，設備故障也偶有發生。1981年NASA哥倫比亞號太空梭在執行首飛任務STS-1時，居然由於航天員臀型不同，馬桶不能完全貼合。由於真空乾燥會產生細微粉末，碰巧系統故障，一些「糞塵」進入艙內空間，吸附在各種濕潤物體表面：實驗設備、食物、航天員的皮膚、眼睛、口腔。想像一下帝都霧霾里PM2.5換成…

1984年NASA發現號太空梭執行STS-41-D任務時，尿液出口處結冰堵塞，航天員陷入困境。唯一一名女航天員獲准繼續使用廁所，五名男航天員則只能使用備用收集袋。

目前太空廁所的硬體研究已經基本定型，畢竟就算是奧巴馬，用的馬桶也和老百姓差不多。更多的關注集中在如何更高效回收尿液和固體廢物。目前的環控生保系統（ECLSS）一直著力於提高系統閉合度，高效重複利用每一個原子，有公司開發了高溫熱解設備，還有序批式厭氧發酵設備、低溫臭氧氧化設備等，還有一些生物轉化的設想。在未來以年為單位的載人航天規劃中，例如各種火星改造計劃、星際移民計劃，廢棄物回收利用甚至將成為最關鍵的一環。

有專門的廁所設備含有對準生殖器的真空吸附設備將尿液和糞便吸進特殊密封包裝袋，等回到地球處理或一定數量後彈射排出到外太空清空。

種土豆

我記得去某廠商驗收船上的衛生單元（就是廁所）在會議室看到了我國載人航天設備的模型，也就是說那上面的廁所是該廠商造的。
參觀了一圈下來感覺上海大部分船廠都是用的該廠商的衛生單元，包括軍艦。感覺好厲害??

處理一下吃掉啊，這樣可以起到能量再循環重吸收的效果，極大的節省了空間和燃料。