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人类扔在月球上的96袋纸尿裤,半世纪后成了野生“实验室”


2017年,在阿波罗登月计划停滞45年之后,特朗普宣布重启载人登月计划。其中一个伟大的目标,是要找回落在月球上的96袋纸尿裤。


来源 | SME科技故事(ID:SMELab)


在从月球上传回的一张照片中,左下角一个白色的袋子引人注目。那极有可能就是其中一袋盛满人类新鲜排泄物的纸尿裤。



这似乎与神秘而崇高的太空探索行动格格不入,但宇航员们在月球上生活多时,自然免不了吃喝拉撒。这96袋纸尿裤就是当时人类给月球留下的馈赠。



航天英雄的太空排泄史


1969年7月20日,阿波罗11号成功把三位宇航员载上月球。这一次长达8天的任务中,他们完成一系列的实验测试。


留下一个人类鞋印,给地球传回清晰的月球表面照片……每一项都是史诗级的壮举。包括在月球上大小便,然后把纸尿裤扔在荒芜的灰土地上也不例外。



本来大小便应该是一件隐私,但人们却对宇航员的排泄问题充满了好奇。


严峻的太空环境对人类的基本生存本身就极具威胁。而在零重力环境中,宇航员排泄也成了亟待攻克的一项难关。


实际上,进入太空的第一人尤里·加加林就亲身体验了一把。他在去往发射台的路上突生尿意,却无法返回遥远的洗手间解决。于是他只好通过宇航服的管道,尿在了汽车轮胎上。



要是登上了太空尿意才袭来可怎么办?


美国的宇航员艾伦·谢泼德就经历了这样的窘境。他是美国第一位进入太空的宇航员。名留青史的功德碑上,却穿插了一件忍俊不禁的趣事。


艾伦·谢泼德


在孤寂的太空中,谢泼德怀揣全人类的伟大梦想,正在完成一个15分钟的亚轨道跳跃。澎湃的思绪催人深思,也催生了他的尿意。太空排尿可没训练过,他不得不把这一尴尬状况报告给指挥部。


经过激烈的讨论,指挥部才给谢泼德下达了一个指令——直接尿在宇航服里。于是谢泼德顶着耀眼的光环,成为了第一位在太空中尿裤子的宇航员。


同样是尿裤子,在太空中尿可比在平常生活中麻烦多了。


宇航服上遍布着生物传感器,它们可受不了屎尿的侵袭。所以只能暂时把宇航服上的生物传感器设备关闭。待通入几分钟的氧气流动,吹干了湿润的服装内件,才能重新开启。


在月球表面的谢泼德


这时宇航服的特殊材质就成了助攻的好帮手。宇航服内件的特殊棉质本身具有一定的液体吸收能力。再加上鼓风辅助,它很快就把尿液吸干。等到返回时脱下宇航服,尿裤子的“罪证”也已经完全消失。



从太空马桶到太空纸尿裤


一时尿裤子还算蒙混过关,但要是长久下去或者固体排遗也不是办法。当时宇航员离开地球的时间尚且不长,憋憋忍忍还能熬过去。但人类对于太空的探索不会就此满足,进入太空的次数和时间也逐渐增多。


随着研究内容的增多与观测时间的延长,谢泼德面临的困境会被进一步扩大。这将成为未来宇航员巨大的挑战。



为此,宇航局开始郑重考虑,如何解决宇航员的屎尿问题。


问题虽小,但放上太空也就成了人类从未遇到的困难。想一想太空中人类屎尿横流,在无重力空间漂浮的境况,就不禁想作呕。


于是各国纷纷研发,花费高达5万美元成本才造出基本符合要求的太空马桶宇航员需要用安全带把自己固定在马桶上,对准尺寸小得可怜的洞口艰难如厕。



但马桶只能用在太空舱中,在舱外活动期间又怎么解决?当时的宇航员都是男性,于是一种专为男性设计的小便器被发明了出来。


这种装置是像避孕套一样的塑料乳胶管。它环绕包裹了宇航员的出尿口,完成接收与收集。


乍一看似乎解决了问题,但这个设计并不完美。


简陋的初代尿液收集装置


塑胶管通常分为三种尺寸。等级区分梯度过大,或者宇航员可能有意无意高估了自己的尺寸,那么将会出现泄漏的危险。这在无重力的太空中,松动就意味着液体可能飘逸而出。


后来还发明了一种抽吸式的尿液转移系统通过连接柔性收集袋,尿液排出后调整排放阀,产生压强差吸取尿液。于是尿液顺利转移进入容器,密封起来完成收集。


一种尿液转移系统


虽然集尿装置经过不断改进,但收集效果都不佳。


一次水星计划*途中,航天器突然意外失灵。经调查才发现原来是宇航员身上的尿袋泄露,尿液渗入了航天器的电子元件所致。


而这些装置通常只针对尿液收集,粪便收集还是个大问题。直到NASA开发出一种“最大吸收力服装”,这个问题才得到解决。


*注:美国第一个载人航天计划,把宇航员送入地球轨道,与水星这颗行星无关。


最大吸收力服装(MAG)


这其实是用强吸收材料做成的短裤,也就是加强版的纸尿裤。而这种太空纸尿裤,也成了迄今最稳妥也最舒适的太空如厕用具。


虽然纸尿裤的构想在当下看来理所当然,但在当时,性能好的纸尿裤还没出现。当时的婴儿都还在使用传统的尿布,每用一次都要换下重新清洗。即使已经出现了纸尿裤产品,但也因为吸湿性不佳,纸片还会粘着婴儿一屁股而几乎没人使用。


这种太空纸尿裤的发明,还得益于一位美国华人工程师,唐鑫源。


他当时就职于美国太空总署,专门研制太空服。他经手改良了美国的“水星号”、“阿波罗号”等一系列航天飞行使用的太空服。因此他也被称为“太空服之父”。


太空服之父唐鑫源


鉴于宇航员的生理需求紧急,他在其中一层添加了聚丙烯酸钠,制作成这样一种贴身短裤。这是一种具有超强吸湿性能的高分子材料。它大概能吸收超过600~800毫升的液体,就相当于大约8~10小时才需要更换一次。


多层次的纸尿裤同时满足了人类的多样需求。纸尿裤完整地包裹宇航员整个臀部,既温暖、舒适,又安全。太空纸尿裤的推出成了宇航员们的福音,它彻底实现了宇航员的排便自由。



于是从阿波罗11号开始,宇航员开始用上了这种新式纸尿裤。他们畅快地排泄一通,然后把一袋袋装着纸尿裤的白色垃圾袋留在月球上。


他们猜想,在月球上接受到的太阳辐射或许能对他们的排泄物有净化辐射作用。此后,探月使者纷纷前往探索奥秘,并让这里成了人类粪便的太空归宿。


直到现在的航天任务中,即使已经在太空舱中配备有高级太空马桶,纸尿裤依然必不能少。


通常会事先给每个宇航员发放三份纸尿裤。分别在航天器发射时、降落时,以及宇航员出舱进行太空漫步时使用。


而在太空舱或空间站中,他们则可以脱去厚重的宇航服和摆脱纸尿裤的束缚,尽情享用马桶。


没多久,这种纸尿裤的吸水技术专利转为民用。一次性婴儿纸尿裤也因此应运而生,缓解了家庭劳动力的辛劳。



纸尿裤中的微生物试验


而那96袋或空或满的太空纸尿裤仍被遗弃在月球上,差点被遗忘。


直到苏联解体,两国太空竞赛停止。各国的航天事业也不只停留于月球,而将目光放向更遥远的神秘太空。但随着美国登月计划的重启,它们从废物一跃变成万众瞩目的研究对象。这些由美国人遗留下的纸尿裤,终将可能成为阿波罗系列飞船的重要遗产。



生命的存在或延续从来都是人类探索太空的终极目标。


早在阿波罗16号任务中,宇航员就曾把9种微生物带上月球,测试能否存活。虽然只有区区几天的试验时间,但人们的希望与尝试从未停止。


而在2014年,欧洲航天局也把200多种细菌、真菌等陆地微生物带上太空,进行为期18个月的测试。


空间站外的微生物样品


他们将实验样品暴露在恶劣的太空环境中。


533天后,他们惊奇地发现不仅部分微生物生存了下来,有的还能维持正常增殖。


这让人类看到了太空生存,以及寻找新星体延续生命的希望。


而美国人则想起传奇的阿波罗系列任务,以及遗落在月球上的纸尿裤。


人类每一次排泄都伴随着千百万种微生物的排出。于是被遗弃的纸尿裤,就成为月球上天然而容量丰富的“实验器皿”。


此次重返月球,重新打开陈年纸尿裤,就是为了探测这些微生物的存活状况。


半个世纪前的无意之举,半个世纪后竟成了实验的一部分。

生命的延续或许就可能带来探索的新发现。


如果其中的微生物仍然存活,这固然是全人类的喜事。在此之后的生物演化才能实现,地球上的生命不就是由单细胞微生物逐步。


等等,地球上的生命起源有没有可能也来源于一个纸尿裤?


*参考资料

Hilary Brueck. From peeing in a 'roll-on cuff' to pooping into a bag: Abrief history of how astronauts have gone to the bathroom in space for 57years[J]. Business Insider, 2018.08.26.

Michael Seringhaus. The astronaut and the diaper: a sordid tale[J]. YaleNews, 2007.02.08.

Maria Newman, Christine Hauser. Astronaut Changed With AttemptedMurder[J]. The New York Times, 2007.02.06.

Amy Shira Teitel. Moon Diapers and Pee Condoms: the Evolution of DeepSpace Evacuation[J]. Motherboard, 2011.09.18.

Can organisms survive on Mars, and can we identify them[J]? DLR GermanAerospace Center, 2019.03.26.

本文转载自公众号“SME科技故事”(ID:SMELab)


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