「好奇」在太空裡,宇航員是如何處理管道漏水的?

「好奇」在太空里,宇航员是如何处理管道漏水的?

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導讀

相信很多人都有在家修理下水管道的經歷,水管漏了不及時修理後果不堪設想,會造成重重麻煩。在地球上生活遇到的問題,在太空中是否會遇到呢?

「好奇」在太空里,宇航员是如何处理管道漏水的?

NASA宇航員Karen Nyberg在國際空間站上與一顆水珠的合影

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人們在搞裝修的時候常會遇到這樣或那樣的意外,在太空中也一樣。

國際空間站以1.5小時/圈的速度在距離地球250英里的軌道上繞地球旋轉,宇航員這次遇到的“事故”就發生在這裡。2月初,幾位NASA(美國國家航空和宇宙航行局)宇航員們準備在洗手間裝兩扇新擋板,好讓大家在使用時能擁有更多的隱私空間。安裝過程中,他們擰開了一個金屬部件,這個部件恰好是連接提供宇航員刷牙、洗澡和其他清潔用水的水管和供水系統的裝置,這直接導致2.5加侖(約9.5升)的水湧了出來。

面對這樣的景象,機組人員作出了和他們在地球上一樣的反應:他們馬上抓過幾條毛巾開始一頓擦,場面十分混亂。最後,他們在連接裝置上安了一個新的部件,並完成了整個安裝工作。

這一事件在美國國家航空航天局(NASA)的一份描述國際空間站事件的每日電訊裡得到了詳細描述。

在歷史記載中,宇航員一直是類似神話人物的存在,但他們的日常活動其實一般都挺乏味。這次緊張兮兮地處理洗手間漏水問題的舉動一下子讓他們變得特別平易近人。一想到他們瘋狂地試圖阻止洗手間漏水,人們就會產生奇妙的共鳴。

但太空中的漏水事故和地球上的比起來可以說是天差地別。

第一個不同點在於失重感(理論上來說,宇航員在國際空間站大約能夠感受到地球重力的90%,但由於空間站以1.75萬英里/小時的繞地高速運動會產生失重現象,所以宇航員還是會經常處於接近零重力的失重狀態中)。國際空間站內裝備了扶手和腳踏板,好方便宇航員在工作時四處活動或者待在原地。在失重狀態下,各種工具很容易會漂到別的地方,讓人夠不著。

水也會這樣。被釋放到失重環境中的水珠就像吹管吹出的一個個肥皂泡。相比起其他物質,水分子會更容易被同質物吸引。它們喜歡聚在一塊兒。在國際空間站內,這些水分子會彙集成具有最小表面積的形態:球體。但它跟地球上的肥皂泡不同,這種水泡泡不會碎裂消失。

NASA的一名發言人表示,此次漏水事件並沒有留下影像記錄。為了瞭解它是如何發生的,聯繫了前美國宇航局宇航員湯姆·瓊斯,即《宇航員問題:太空飛行問題的驚人答案》的作者。瓊斯在2011年之前曾四次搭乘航天飛機(往返於地球和太空站之間運載人和物資的航天器)飛向太空。他並沒有進入過國際空間站——在2001年的任務中,他參與了組裝空間站的工作,但他曾經親眼目睹過水在微重力環境下的奇異狀態。

“如果水漏得很慢,水分子就會形成一個巨大的、波狀表面的水泡,它會慢慢滾動或者在牆面緩慢滑動,水泡的表面張力會使它免於破裂,”瓊斯說,“如果水受到的壓力較高,湧出的速度較快,那麼這些水會四處噴射,艙內到處都是飛散的小水滴。”

瓊斯說,第一種情況相對更好處理些,因為大水泡比小水滴更易發現和處理。

與地球一樣,水同樣是國際空間站上的寶貴資源。這次事件導致宇航員損失了2.5加侖水,情況看起來十分令人擔憂。但實際上一滴水都沒有被浪費。宇航員隨後把浸溼了的毛巾拿去烘乾,裡面的水分都被蒸發了。控制空間站溫度和溼度的系統吸收了這些潮氣,然後把它們輸送回了生產飲用水的裝置中。

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國際空間站內既沒有水龍頭,也沒有淋浴噴頭,這得歸咎於水在太空環境下的不可預測性。宇航員只能用像水槍一樣的軟管把水小心地噴灑在毛巾和牙刷上。淋浴對他們來說只能是一個遙不可及的夢。同樣,馬桶也沒有沖水裝置。有媒體曾報道過國際空間站裡馬桶漏水的新聞,但那些都不是實情,因為國際空間站的廁所繫統不會用到水。

小便時,宇航員會用到一根頂端裝有特殊漏斗的軟管(別擔心,每位宇航員都有一個專屬漏斗)。軟管上有一個開關,打開開關便可啟動管內的風扇裝置,裡面的液體就會被吸走。大便時,宇航員則需要兩腳踏在鐙子裡,坐在一個特製的馬桶上進行。宇航員的小便會被回收到空間站的生命維持系統內,處理後轉化為飲用水。其他排洩物的歷程則會更加跌宕起伏:固體排洩物會被放到封好的塑料袋或金屬容器裡。宇航員最後會把排洩物與其它垃圾一起轉移到貨運飛船上。在此之後,飛船脫離空間站回到地球,進入大氣層受控燒燬,與流星雨的形成過程異曲同工。

宇航員在本月改良了空間站的洗手間區域,以等待2020年全新馬桶的到來。他們現在的馬桶使用的是俄羅斯設計的系統,是美國於2007年花費1900萬美元買下的。NASA承諾,由美國一家公司設計的新馬桶將會“使用起來更簡單”,而且“會給全體宇航員帶來更舒適的體驗和更優秀的性能”。NASA同時還希望這種馬桶能夠被用到其他未來的太空環境中。

使用新廁所前,一些準備工作是必不可少的。歷史上的宇航員都在無數的航天系統上接受過廣泛培訓,包括使用衛生間。在航天飛機時代,宇航員在起飛前必須練習使用廁所。馬桶模擬器的底部裝有一部攝影機,鏡頭朝上。宇航員在坐上馬桶時得觀看他們前方的監視器,根據實時影像讓自己找準位置。

“你必須得認真對待,因為如果你沒有把這些基本的東西弄清楚,你會在太空裡給自己和其他組員製造混亂的。”瓊斯說。

但這還是會很尷尬。“我們都開玩笑說總擔心自己的屁股在模擬器裡的畫面會被傳輸到太空航行地面指揮中心去。”他說。

無論怎樣,最近的這場“水災”已經得到了控制。去年夏天,宇航員在國際空間站的俄羅斯艙段發現了一個小漏洞,站內少量空氣通過這個小洞洩入了太空,導致空間站內的氣壓暫時有些微下降。這次事件引起了公眾的極大關注,尤其是俄羅斯航天局的負責人還暗示,那個小洞可能是在機艙進入太空之前或之後,有人故意鑽的。NASA則無視了這些陰謀論。目前官方尚未為此事提供解釋說明。

宇航員的安全並沒有受到威脅。俄羅斯宇航員在發現小洞後很快便使用艙內的密封劑和紗布將其修補完成——不過是太空裡的又一次DIY罷了。

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