今日（12月10日）美國(guó)NASA新的登月計(jì)劃（“阿爾特彌斯”計(jì)劃）的18名宇航員悉數(shù)亮相，根據(jù)之前發(fā)布的計(jì)劃將有1名女性宇航員登陸月球。然而，NASA的技術(shù)遇到的第一個(gè)頭疼的問題就是“出恭”問題。送人類上太空，除了呼吸和吃飯，最大的問題就是“如廁自由”，但是不同于地球，沒有水，要盡量的輕量化處理，這個(gè)馬桶就不能太一般。

為了解決重返月球計(jì)劃遇到的這個(gè)問題，NASA專門設(shè)立了網(wǎng)頁(yè)，并且懸賞3.5萬美元重新設(shè)計(jì)馬桶。有同學(xué)就要問了，國(guó)際空間站不是有馬桶嘛，為什么還要為月球單獨(dú)設(shè)計(jì)呢？

太空和月球“如廁自由”又有哪些難題呢？

一個(gè)馬桶價(jià)值1.5億，背后是宇航員的如廁難

今年Space X公司就使用“龍飛船”將搭載的新型廁所的空間站送上太空，為國(guó)際空間站帶去了新的禮物。該“廁所”有個(gè)高大上的名字：通用廢物管理系統(tǒng)（UWMS）。據(jù)悉這個(gè)廁所系統(tǒng)耗資2300萬美元（約合1.5億），一個(gè)馬桶居然這樣昂貴，這里面到底有什么黑科技？

?這一切還得人類第一次飛上太空說起，當(dāng)時(shí)基本都是男性宇航員，設(shè)計(jì)的“廁所”基本就是一個(gè)袋子，用完了，密封起來。我國(guó)宇航員第一次登陸太空，也就是穿上了特殊設(shè)計(jì)的尿不濕，要是想“大大”，只能忍著。你想，咱遇到春運(yùn)沒法在火車上如廁都如坐針氈、坐立不安，更何況在遙遠(yuǎn)的太空，還要執(zhí)行一些列問題呢？于是解決宇航員內(nèi)急問題成了頭等大事。

人類使用真空泵的方式在零重力的太空來吸取排泄物，然后通過過濾、壓縮等處理，最終太空中有了洗浴與如廁一體化的衛(wèi)生間。

這樣的廁所學(xué)名叫：“廢物收集系統(tǒng)”（Waste Collection System，簡(jiǎn)稱WCS），是使用旋轉(zhuǎn)的扇葉將固體廢物分散在容器中，之后又將容器暴露在真空空間中使其干燥。這畫面不敢細(xì)想。而液體部分先是被直接排放到太空， 2009年美國(guó)花費(fèi)2億5千萬美元制造的尿液凈化設(shè)備首次進(jìn)入國(guó)際空間站，尿液等經(jīng)過凈化處理，成為了新的純凈水。但是這個(gè)系統(tǒng)并不好用，美國(guó)的一位女性宇航員蘇妮·威廉姆斯就親自示范過如何在太空如廁，她在太空累計(jì)生活過300多天，可以說是經(jīng)驗(yàn)豐富。

?據(jù)她介紹，這套太空馬桶在使用前通過嚴(yán)格的如廁訓(xùn)練，要精準(zhǔn)的知道是執(zhí)行“1號(hào)任務(wù)”還是“2號(hào)任務(wù)”。是的太空中的廁所有兩個(gè)功能——1號(hào)(小便)和2號(hào)(大便)，有不同顏色的容器相對(duì)應(yīng)。不僅如此，由于馬桶孔洞設(shè)計(jì)的特別小，就需要宇航員把握精準(zhǔn)，甚至設(shè)計(jì)者還安置了一個(gè)攝像頭在孔洞內(nèi)，為了就是精準(zhǔn)。

而對(duì)于女性宇航員來說更加難受，所以科學(xué)家們一直沒有放棄對(duì)馬桶進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。于是一個(gè)造價(jià)2300萬美元被送上了太空。不光NASA為此花了巨額資金，其研究也長(zhǎng)達(dá)6年之久。

這款新型的馬桶僅僅45公斤，高度只有71厘米，比現(xiàn)在國(guó)際空間站上的體積縮小了一半以上，同時(shí)也做到了輕量化和模塊化，可以以后適配到其他載人航天器上去。其最核心的部件實(shí)際上是一款非常牛的3D打印的鈦合金雙風(fēng)扇分離器,其產(chǎn)生的氣流更有動(dòng)力。

不僅如此，該系統(tǒng)還針對(duì)氣味方面進(jìn)行了特別的處理，打開馬桶蓋后，氣流會(huì)自動(dòng)噴出，從而控制異味的擴(kuò)散。其使用特殊材料制成，航天員在太空重刷馬桶的機(jī)會(huì)是不多了。最值得一提的是該系統(tǒng)對(duì)女性航天員如廁進(jìn)行了特別的設(shè)計(jì)，其座位更高且略有傾斜，更符合人體工程學(xué)。

雖然美國(guó)在國(guó)際空間站已經(jīng)用上了男女通用的新型馬桶，但是那是處于零重力狀態(tài)設(shè)計(jì)的，月球是一個(gè)微重力環(huán)境，約為地球重力的六分之一，因此挑戰(zhàn)是地球和空間站上都沒遇到的，必須重新設(shè)計(jì)馬桶，不能簡(jiǎn)單地把太空馬桶直接照搬到月球登陸器以及后續(xù)的月球永久基地中。

因?yàn)楦鶕?jù)美國(guó)此次的重返月球計(jì)劃，會(huì)有1名女性航空員參與登陸月球，因此這個(gè)馬桶必須是男女通用。該馬桶最低能夠維持2民航天員14天活動(dòng)需求，排泄物可在外部處理或者存放，整體重量不超過15公斤，體積在0.12立方米以下。

今年6月，NASA在著名創(chuàng)意征集網(wǎng)站懸賞350000美元征集方案，10月份公布了該項(xiàng)方案最終結(jié)果。

因?yàn)槭欠帜挲g層次進(jìn)行分組的，我們看到11歲以下類別中看了熟悉的中文名字的兒童。作為一個(gè)STEM項(xiàng)目，孩子們的創(chuàng)意肯定十分棒，但是要真正解決問題，還不知道能不能實(shí)現(xiàn)。比較按照計(jì)劃在月球上建立基地，每天吃喝拉撒睡都是問題。

所以即便是宇航員們已經(jīng)選定，開始訓(xùn)練，還有4年時(shí)間就要技術(shù)登陸月球，不知道馬桶這事到底準(zhǔn)備好了沒有。