在太空的失重条件下究竟该怎么写字呢?这个看似多余的问题,曾经让各国航天业头疼。因为在失重的时候,液体会在表面张力的作用下淤积在笔头中不出来,所以不管是中性笔还是钢笔都无法在太空中使用。
Tips:太空,汉语字典解释是极高的天空。位于瑞士日内瓦的国际航空联合会定义了大气层与太空的界线:以离地球海平面100千米(约62英里)的高度为分界线,称为卡门线。
如果用铅笔的话又有安全隐患,因为铅笔是导体,在太空中如果铅笔芯折断会四处飘散。进入人眼都是小事,如果不小心飞进电子元件内部,极有可能短路引发灾难。为了解决这个问题,美国一位叫保罗·费舍尔的工程师自掏腰包200万美元,在1948年发明了一款太空圆珠笔,才解决这个看似非常简单的问题。其实和写字一样,很多在地面上轻易就可以做到的小事,在太空中却一点也不轻松。
Tips:太空笔,是为宇航员设计的专用笔。工程师保罗·C·费舍尔,在1965年发明了一种能在太空环境下使用的不漏油,不褪色的高品质圆珠笔,即为通常所说的太空笔。
比如说洗澡、理发的等等日常清洁,在太空中都非常麻烦。如果只是短时间的载人航天任务倒还轻松,忍一忍就回来了,可要是在空间站执行任务,短则三个月多则一年,宇航员又是如何清洁身体的呢?难道说回来就已经发臭了吗?
宇航员是怎么洗澡的?
在正式开始之前,我们不妨先脑补一个场景,如果身处在一个柳絮飘飞的空间里,你还敢大口喘气吗?在太空中,任何东西都处于失重状态,所以水会在身边到处飘浮,不过这还不是最可怕的。由于水的表面张力,它们会吸附在人的身上难以挣脱。比如说,如果你哭了,眼泪并不会自己流出来,而是堆在眼睛上打转。如果说水珠进入耳朵等地方,你也只能用毛巾或者纸巾把水给吸出来。
Tips:失重,是指物体失去了重力场的作用,当物体处于失重状态时物体除了自身重力外,不会受到任何外界重力场影响。
而且,想把身体擦干也不是件容易的事情,因为毛巾里的水只能用高温蒸发的方式去除水分,如果像平时一样试图拧干毛巾,水也会堆积在毛巾的周围,无法用人力拧干。说到这里,想必你已经能想到在太空洗澡是一件多么困难的事情了。先别说身上的水能不能想办法擦干,要是不小心把水吸进了呼吸道,可有你好受的。
从人类开始建造空间站开始,科学家就一直在想办法解决这个问题。比如说在美国的空天实验室和前苏联的礼炮7号空间站里,技术人员就设计过堪称豪华的淋浴间。天空实验室中的浴室,是一个可以折叠的大型圆筒,在圆筒里有热水装置,淋浴头和废水吸收装置,可以让宇航员在太空中奢侈得洗一次热水澡。
Tips:宇航员洗澡时,袋内有清水和浴液喷出,搓洗完毕后,可以打开袋下的抽风机,把脏水抽走。
不过,这套系统在实际使用了几次之后,便被停用了。因为过程非常麻烦,还容易呛到宇航员。为了加热浴室中储量2.7升的水,宇航员需要等待45分钟左右,而在真正洗澡的时候,乱飞的水滴简直把圆筒内变成了密封的水棺材。于是在尝试了几次之后,美国宇航员就放弃了在空间站洗澡的奢侈想法,只能站在这个圆筒里面用毛巾擦拭身体。
前苏联设计的浴室相比于美国的要更靠谱一点,在礼炮七号和和平号空间站里都有装备。其中礼炮七号是通过加热气流送水的方式清洁,所以宇航员不仅可以在里面洗澡,还能用来蒸桑拿。不过在洗澡的时候,必须配备护目镜和呼吸器,否则也会被水呛到。不过美中不足的是,这套淋浴系统太过复杂,从组装,加热洗澡水再到用后消毒,平均需要花五个小时的时间,所以最多一个月只能使用一次。
Tips:礼炮7号是苏联礼炮计划中的最后一个太空站 ,是一个典型的第二代空间站。其在轨运行时间为1982年至1992年。
而和平号空间站里的洗澡设备也同样复杂,洗澡水只有2.5升,加热同样需要等待40分钟,用完还要花2个小时对设备进行消毒,真正的洗澡时间只有5分钟。估计洗完澡还没清爽多久,清洗淋浴间就又是一身臭汗了。所以这套设备宇航员只用过一次。
经历过这些失败之后,各国的空间站最后都采用擦拭的方式清洁身体。比如说在美国的国际空间站里,宇航员每天会有配额的洗毛巾擦洗身体。擦完之后的湿毛巾会被专门的设备回收,把毛巾里的水蒸干回收利用,而毛巾就可以当做垃圾处理了,这样做也是出于经济上的考虑,毕竟在太空里水资源实在是太珍贵了。
Tips:消毒是指杀死病原微生物、但不一定能杀死细菌芽孢的方法。通常用化学的方法来达到消毒的作用。
国际空间站的货物供给又由Space-X的龙飞船提供。双方在2008年签订了一项运输协议,要求Space-X至少向国际空间站运送20吨的物资,这样算下来,运送一升水的价格大概是8万美元。所以不管是尿液还是洗澡水,空间站都会把它们回收利用好节省经费。我国的天宫一号也是如此,它的可活动空间只有十几立方,没有多余的空间研究浴室,所以洗澡也是靠擦拭为主。
Tips:再生资源回收以物资不断循环利用的经济发展模式,正在成为全球潮流。可持续发展的战略,得到大家一致同意。
而且在有女性航天员的时候也要注意隐私问题,所以卫生间区域还有用来遮挡的帘子,为了照顾女孩子爱美的天性,她们每天用水的限额要比男宇航员多一点,算是非常贴心的制度了。
宇航员如何日常打理?
除了洗澡之外,宇航员的日常打理也需要特别的设计。比如说想要洗头的话,就需要先把水一点一点挤在头发上,打湿之后再用毛巾擦干。当然,男性宇航员还要注意修整自己的胡子,如果胡子太长,有可能影响到呼吸面罩的使用。
Tips:呼吸面罩,由主体、眉撑、弯头、弯头盖、软垫、胶塞、卡环、卡扣、额头垫、头带组成。产品未灭菌,仅供单个病人使用。
不过,在这里刮胡子不可能用泡沫软化胡须,也不能用电动剃须刀,要不然胡子碎屑会飘得到处都是。在国际空间站里,刮胡子都用剃须刀片,在剃须刀的上下还有粘性物质,可以把刮下来的胡渣黏住防止乱飞。而想要剪头发的话,则是个团队合作的项目了。最早用的是剪刀和吸尘器,由别人帮忙,先把要剪掉的头发捏住,剪掉之后用吸尘器收集起来。
之后有了专门的太空理发工具,把电推子和吸尘器结合在了一起。有了它之后,艺高人胆大的宇航员也能自己给自己理发了。至于刷牙这个小事,各国的航天部门也费了一番心思。比如说在国际空间站上,宇航员就配备了一种可以食用的牙膏。这种牙膏不会在刷牙的时候起沫,所以不用担心会乱飞。
Tips:剃须刀是剃刮胡须的用具。属于自我服务型工具,多为成年男子使用。为了保证剃须效果,干电式剃须刀最好选择高性能碱性电池。
想要刷牙的时候,先用吸管喝一口水,然后用嘴唇包住牙刷刷牙就行了。只不过,漱口水没有地方吐,只能咽进肚子里去。而牙刷的清洁也比较麻烦,需要挤一点水在牙刷的绒毛上,之后用毛巾擦干。不过这种刷牙的方式还是会有小水珠飞溅的问题,所以美国之后干脆开发了一种橡皮糖,让你嚼着解决刷牙的问题。而前苏联的做法就简单粗暴得多了,先用指头沾上水代替牙刷刷牙,之后再用毛巾擦干就行。
宇航员回来是不是已经臭了?
这是一个比较尴尬的问题,尤其在航天技术发展的早期,体味都不算最大的麻烦,宇航员常常要和屎尿屁共存共荣。在早期,航天任务的时间不长,而且美苏争霸下只顾着刷新记录了,生活质量却一点都没提上去。
Tips:人类的体味大多是皮脂腺分泌出来的脂肪酸的味道,所谓腋臭就是腋下皮脂腺分泌过多,和自主神经功能相关。
比如说美国,最早发明了纸尿裤,就是为了让宇航员应急小便的。到了之后,才有了尿袋和屎带,而且操作起来比较麻烦。而且一个太空舱的空间就这么大,你方便一下,全船上下都是一个味道。当然,飞船上也有活性炭空气过滤装置,所以除了方便的时候需要忍受一下之外,其他时候还是可以保持空气清新的。而且宇航员还有可以更换的贴身衣物,通常每过十天更换一次,味道也不算太大。不过,要是碰上一些意外情况,宇航员回来估计都成“屎人”了。
1969年5月,阿波罗10号飞船在前往月球执行绕月任务时,就发生过这么一件“趣事”。不知道是谁大便的时候没有封好密封袋,结果宇航员看见一坨排泄物在船舱里面飘荡。最逗的是船上就三个人,却都相互推卸都说不是自己拉的,结果过了这么多年都没有找到真凶。
Tips:成人纸尿裤是一次性使用的纸类尿失禁用品,成人护理产品之一,主要适用于失禁成人使用的一种抛弃式的尿裤。
这大概是世界上第一起外太空飞屎事件,之后的国际空间站里,马桶也多次出现堵塞漏水事件,宇航员只好齐上阵,用抹布把涌出来的水给擦干。而有史以来最臭的宇航员,大概要数阿波罗十三号上的三位了,他们分别是吉姆·洛威尔、杰克·斯威格特和弗莱德·海斯。原本按照计划,他们应该是第三批登上月球的宇航员,但在飞向月球的时候,服务舱的氧气罐发生爆炸。
为了保命并安全返回地球,宇航员不得不关闭了飞船的燃料电池,严格控制用电量好让飞船有足够的电力修正返回角度。因为担心朝太空排尿产生的动量变化会影响飞船的轨道,宇航员的尿袋和屎带都只能堆在船舱之中。关闭了除湿和加热系统的飞船,宇航员呼吸的水蒸气,以及汗液都没有办法去除,大量堆积在船舱表面结成了冰霜,味道要多难闻有多难闻。
Tips:阿波罗13号的三位太空人在太空中面临卫生系统损坏所导致的种种危机,但最后仍成功返回地球。
而且其中的弗莱德·海斯也因为严寒生病,直接吐在了船舱里面,很难想象整个船舱里面的味道究竟有多酸爽。尤其到了返回大气层的阶段,返回舱升温融化了船舱里的冰霜,把三位宇航员淋成了落汤鸡。大概,人类以后的天空史里,也很难再碰到比他们还要狼狈的事情了。
结语
遨游太空在我们看来是一件非常浪漫的事情,但不管多浪漫的东西,一旦变成生活就足以摧毁你对它的所有幻想。几个人挤在一个狭小的空间里,别说洗澡,就连方便一下都成了有史以来最大的难题。据国际空间站的统计,虽然现在的太空马桶已经可以完美解决大便和擦屁股的难题,但宇航员们依旧感觉非常不适,结果便秘成了宇航员的普遍毛病。
Tips:在第七届中国航展上,民间发明家金徐凯携其设计的“太空马桶”亮相,顿时引起国内外关注。
而如果要问宇航员下了飞船之后最想做的第一件事,大多数人都会选择舒舒服服洗个热水澡。这个时候再想想宇航员招募要求里最重要的一条是拥有极强的心理素质,大概也能想明白了。因为你真的不会知道下一秒在你面前飘过的不明液体究竟是什么,也不知道总是出问题的太空马桶会不会把排泄物喷得到处都是。
Tips:热水澡可以促进血液循环,我们小时候学的道理有一个热胀冷缩,热水澡能扩张血管继而促进血液循环。
更不用说只能用毛巾擦身体,以及每次上厕所总有种上刑场的悲壮。在上千万的豪宅里过着猪圈一般的生活,大概就是早期航天史的真实写照。感叹之余,也不免让人心生敬佩,如果没有这些宇航员的付出,哪会有如今蓬勃发展的航天事业呢?
2017年,退休不久的美国宇航员斯科特·凯利(Scott Joseph Kelly)受邀参观了德克萨斯州哈里斯县的一座监狱,他从一间牢房走出来后告诉采访的记者:“这里有一股味道,让我仿佛回到了国际空间站——那是防腐剂、垃圾和狐臭的混合气味”。
凯利有一颗标志性的光头,他四次执行太空飞行任务,最长的一次在国际空间站里呆了340天,你可以说他是对国际空间站是最有发言权的宇航员之一。
美国退役宇航员斯科特·凯利
凯利不是唯一抱怨国际空间站气味的人,许多在太空工作了半年的宇航员都形容那个地方“像一个可怕的合租屋,很臭,很吵,很乱,没有人能睡个好觉。但你不能离开,必须一直工作”。看起来这与监狱并没有什么两样了。
为什么会这样?美国、俄罗斯和十几个发达国家为了建设和维护这个太空科学圣地花掉了几千亿美元,仅美国宇航局一家每年就要往里投30~40亿美元;它的总质量超过400吨,里边除了昂贵的科学仪器外还有完善的生命支持系统 ;在空间站工作的全是训练有素的宇航员、高素质且专业的科学家和工程师。为什么仅仅20年时间,国际空间站就成了脏乱差的典型,成了宇航员的噩梦?
国际空间站内部
我们都知道,在400公里高的太空大气压几乎为零,空间站里需要维持1个大气压强来保证宇航员生存,国际空间站的加压容积达915.6立方米,与一架波音747客机相同。空间站里并不“空”,它安装了大量的仪器设备,真正留给人活动的空间大约只有388立方米。
388立方米的空间大约相当于一套130平米的大房子,听起来似乎很宽敞,然而对于7到9名宇航员而言却并非如此,这间“大房子”二十多年没办法“开窗换气”。
受火箭发射技术的限制,空间站实际上是由几米到十几米长、三四米粗的舱圆柱形段拼接而成,每一个舱段都是一个狭窄的小房间,四壁全是各种包裹、嗡嗡作响的设备和凌乱的电线,你在其间穿行需要格外小心。
宇航员在国际空间站
我们能很舒服地窝在沙发里刷个把小时短视频,但在太空中,十分钟不动就可能被憋死。因为失重环境下空气无法对流,人呼出的气体会聚集在身体周围,二氧化碳越聚越多,最终导致窒息。
当然你不需要为宇航员担心,空间站里强大的空气循环系统一刻不停地抽取空气,将二氧化碳、水和其它有害气体过滤后再送回乘员舱里,因此在空间站里始终是有“微风”的。空气和水是太空中最宝贵的东西,宇航员们会喝净化过后的汗水和尿液,他们吸入的空气也可能经历过上百次循环。
欧洲宇航员在做吹气实验
国际空间站的再生生保系统极其昂贵,但它并不是万能的。
在空间站的空气中除了78%的氮气、21%的氧气和大约1%的二氧化碳外,还有人通过呼吸系统和消化系统排出的其它气体,以及皮肤汗腺散发的臭味,脱落的皮屑与毛发等等。空气循环系统通过活性炭吸附大部分灰尘和颗粒物,却无法去除掉所有的气味,一些臭气长时间在空间站循环。
前文提到国际空间站加压空间体积有915.6立方米,而人活动的空间是388立方米,因为有多达57%的空间被各种设备占据。这些设备内部空间和空隙中的空气极少流动,为霉菌滋生创造了机会。
国际空间站舱壁上的霉菌
由于打扫卫生马虎,或者宇航员们没有足够的时间和消毒湿巾用于清洁,国际空间站里到处充斥着霉菌,新的宇航员刚进入空间站时总会被霉味困扰,但很快他们就会对气味适应——太空失重使体液涌向头部,宇航员鼻腔充血,于是嗅觉变得不那么灵敏起来。
为了保持身体健康,宇航员在空间站里每天都要进行1~2个小时的身体锻炼,出汗的同时,皮肤也会分泌大量皮脂和臭味物质,这些高分子物质一部分随水蒸气飘散到空气中,另一部分会粘附在打湿的衣服上。
宇航员每天都要运动和出汗
向空间站输送物资非常昂贵,每送1公斤水需要花费1公斤黄金的价钱,因此水在太空是非常宝贵的资源,不允许浪费。在驻留空间站的半年里,宇航员只能用湿巾擦拭身体,不能洗脸洗澡更不能洗衣服。他们的内裤袜子需要穿几天后翻一个面再穿几天,运动服更是汗湿了阴干搓一搓再穿。你能想象一个每天运动大量出汗又十几天不换衣服的人,他身上会是什么气味。当衣服堆积了大量盐分污垢,几个星期后硬到无法再穿时,宇航员才能将它脱下来,装进塑料袋放进货运飞船里,等待飞船返回大气层时一并烧毁。
一件衣服要穿许多天才能换
尽管宇航员们都很节约,但他们依然每天产生相当数量的垃圾:吃剩的食物和包装袋、脏衣服、擦拭后的湿巾,粪便以及浓缩的尿液,这些东西都会装进袋子里再堆到货运飞船的角落,但货运飞船需要几个月的时间才会离开,于是各种垃圾在袋子里发酵,恶臭的分子在空气中扩散开来。
宇航员介绍大小便收集器的使用方法
有朋友说,在太空中由于没有重力,衣服不会贴在皮肤上,因此不容易脏。这是一种充满想象力的自欺欺人的说法,事实上只要你细心观察任何一张宇航员的照片,都不难发现他们的T恤会贴着皮肤,并且汗液、皮脂、皮屑以及其它脏东西同样会吸附在衣服上,即使它们掉落,也一样会漂浮在空气中,聚集在角角落落里发霉变臭。
从2000年11月第一批宇航员常驻太空算起,国际空间站已经服役了22年,尽管在此期间多次升级改造,但空间站里脏、臭和霉菌问题始终无解。好消息是它很快将服役期满,到时候欧美宇航员就再也不需要忍受那监狱一般的难闻气味了。
参考资料及图片来源:
《每日邮报》:“美国宇航局宇航员斯科特凯利透露国际空间站有‘垃圾、防腐剂和狐臭’的气味,并说这让他想起了监狱的味道”
《科学》:“国际空间站是潜在危险细菌的家园”
《卫报》:“臭气熏天、死皮细胞泛滥:国际空间站上的生活”
WHYY.org:“探索时空恶臭的连续体,以前没有鼻子去过的地方”
NASA:国际空间站事实和数据
维基百科:国际空间站
#国际空间站#
每个人都会散发出独属于自己的气味,这会因地域和人种而存在差异。比如说非洲裔美国人全部都有狐臭,印度男人狐臭比率也达到了惊人的80%,而中国女性非但很少有狐臭,还有少数女性身上带着让人沉迷的体香,这是怎么回事呢?
你知道吗?早在4万年前,所有人都是臭的。
当时的人类尚且没能走出非洲,身上带有ABCC11基因以及极为发达的大汗腺,这种大汗腺除了会分泌汗液之外,还会分泌一定的“狐臭液”,相隔数米就能熏得人坐立难安。
形象地说,这种狐臭液就像是变质的鸡蛋,因为其中含有的主要成分就是脂类和蛋白质粘稠液以及一些弱碱性物质,这些物质能轻松透过大汗腺管壁上75纳米至100纳米之间的细胞间隙,再经过细菌分解形成不饱和脂肪酸后,原本的臭味会进一步加重。
后来一部分非洲人向亚欧两州迁徙,随着基因突变和生活环境的变化,逐渐有一部分人身上的ABCC11基因转变为ABTT11基因,大汗腺的功能减弱了,管壁间细胞间隙受到压缩,分泌出来的狐臭液少了,所谓的狐臭自然也就逐步消失了。
当然了,这次基因突变主要发生于中亚地区,所以今天的亚洲人体味普遍要比非洲和欧洲人要轻。据研究报告显示,非洲裔美国人出现狐臭的概率是100%,欧洲、非洲以及拉丁美洲人群出现狐臭的概率都在80%以上,可以说相当高了。
纵观亚洲地区,结果却截然不同。韩国人带有狐臭的概率仅有3%,中国人为6%,唯有印度和日本这些国家会稍微高一些,不过也都能稳定地控制在50%以下。从这个角度看,亚洲人在国际上应该很受欢迎才对,可为什么不少国人都表示,自己在体味不重的情况下,仍旧被国外友人嫌弃“臭”呢?
其实原因很简单,那就是世界各地的人们不仅在体味上有差别,在嗅觉方面也存在差异。
在外国人的鼻子里,中国人的身上大多都带着一股樟脑丸的气味,亦或者是铁腥味。前者很容易理解,中国人时常在衣柜中放樟脑丸来驱虫祛湿,后者就比较奇怪了,迄今为止也没有一个很好的解释。
除此之外,在生理学上还有一个专门术语叫做嗅觉疲劳,也跟这个问题有关。人们在长时间感知到某种气味后,对这种气味的感知力就会越来越弱,所以那些有狐臭的外国人本身是几乎感受不到自己身上的狐臭的,反而会对中国人身上的味道异常敏锐。就像一个喷香水的人很难意识到自己身上的香水有多浓烈一样。
那么部分中国女性身上的体香又从何而来呢?
我们前面也提到,人类腋下分泌出来的物质主要包括汗液、狐臭液两类,可事实上还有一类非常容易被人们忽视的存在,那就是荷尔蒙。
当人体分泌出较多的狐臭液,很容易会将荷尔蒙的气味给盖住,所以非洲或者欧洲的女性身上并非没有这种“体香”,只不过有很多人都被遮掩住了而已。而中国人在经历过4万年前的那次基因突变后,将近94%的人分泌的狐臭液都几近于无,这种时候荷尔蒙的气味自然就暴露了出来,在其他人闻起来就是一种别样的“体香”。
有相当多的论证结果都可以证明这一点,比如说像一件喷染过荷尔蒙的衬衫和一件没穿过的普通衬衫放在一块,很多人都会觉得前者带有一种独特的“体香”,这种香味在异性闻来尤其突出。据德国实验室实验,在其他条件等同时,添加这种独特的体香,能够让一个人对异性的吸引力增加80%以上。
吴王夫差沉溺于与西施作乐,唐玄宗钟情于杨玉环,其实都有体香方面的原因。而清朝的香妃更是因为身上带有独特幽香,而被乾隆恩宠28载春秋,一个异域女子能够凭香气迷住皇帝,由此可见,这体香是多么的摄人心魄。
其实无论是狐臭还是体香,都是体味的一部分,而且在我们的日常生活中起到了极为重要的作用。很多人都将“男女搭配,干活不累”看着一句戏谈,可实际上当人们长期身处于同性集中的工作环境中时,的确更容易感觉到疲惫和焦虑,工作效率也会大大降低,这时候只要有微弱的异性气味扩散开来,很快就会抚平人心中的焦虑。
之前就有新闻报道,太空站宇航员经常会出现身体疼痛以及其他不适情况,具体问题检查了很久都没检查出来,直到后来增加了一位女性宇航员这些症状很快就自己消失了,人们才逐渐搞明白,这是因为宇航员长期脱离了异性的“体味”所带来的不良症状。
因此,体香比较淡乃至于闻不出来的朋友也不必介怀,总有恰好对的人能闻出你身上的味道;身上有一些狐臭也没有关系,只要勤洗澡,注意卫生,也不会给生活带来太大影响。

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