News

動物身外之物
無重力生活 太空人的辛酸屎

文/鄭明倫(國立自然科學博物館副研究員) 圖/達志影像 (2025/3/24)

太空人在月球上跳躍。

 在地球上,坐著或蹲著就能上廁所,用衛生紙或水清潔後,再按個按鈕就能沖走排泄物。可是,上太空後如廁就成巨大挑戰,不僅沒有水可善後,更可怕的是因為缺乏重力,便便會漂浮在四周圍!因此,科學家煞費苦心滿足太空人的基本生理需求。

博物館展示的太空梭的馬桶。圖片來源/Steve Jurvetson/Flicker CC

太空船裡的飄浮物

 一九六九年五月,阿波羅十號執行繞月球任務時,三名太空人在太空船裡討論脫離月球軌道準備工作,突然,指揮官大喊:「是誰幹的?」組員瞠目結舌之餘忙著否認,地面管制人員則聽得一頭霧水。過一會兒指揮官才說:「空中有塊飄浮的屎!」並要組員趕緊用餐巾紙把它「拿下」。一陣手忙腳亂後繼續討論任務,過了幾分鐘,竟又飄來第二塊屎,讓組員哭笑不得。

 指揮艙空間狹小,未設置廁所,因此航程中太空人的大小便都使用拋棄式個人用品。

 大便時,用自黏性的雙層塑膠袋黏在臀部,拉完清潔後倒入殺菌劑搓揉,然後密封丟進廢物艙帶回地球處理。小便則有另外的收集器。這場太空「便便危機」應該是某個太空人拉屎時不小心讓便便飄出收集袋釀成的,至今仍不知是誰闖禍。

博物館展示的俄羅斯國際太空站上的廁所。圖片來源/維基百科

 
女性另有特殊設備

 這種處理排便的作法一直延續到一九七○年代的太空任務和初期的太空站。一九八○年代,美國建造太空梭並開始有女性太空人,先前只為男性設計的系統已不合需求,且載具空間增加很多,因此設置第一代的太空廁所。

 微重力狀態下,使用馬桶不容易,上大號先用帶子綁束或握住把手,將身體固定在坐式馬桶上,將肛門對準直徑約十到十五公分的開口,糞便會掉進事先裝好的套袋內,然後被真空吸力和旋轉風扇抽進固態廢物儲存桶中,曝露在真空中乾燥。上小號則用為兩性分別設計的漏斗軟管系統,並有女性生理期專用設備。適應太空廁所要先在地球上模擬練習,以免「對不準」釀災。

 至於在發射、降落和艙外作業時,太空人會在太空衣下穿「太空尿布」以防過程中想如廁。不過發射和降落的時間相對短,他們多半會事先上廁所,避免吃纖維太多的食物,以降低便意。

太空梭時代的太空尿布(白)和阿波羅計畫時代的便便收集袋(黃)。圖片來源/Charles Kaiser/Flicker CC

回收排泄物再利用

 在太空站上如廁又是難度更高的挑戰。因為要長時間住人,水分補給困難且耗費巨大,所以太空站的廁所加裝最高級的消毒過濾設備,把汗水、尿液、糞便中的水分都抽出回收再利用。雖然聽來像太空人喝自己的屎尿,但實際上這是最純淨的水。排泄物存滿後會被排出站外,掉落大氣層中燒毀。

 阿波羅計畫的六次登月任務在月球各地共留下九十六袋垃圾,裡頭含有人類的屎尿。科學家想回收這些廢物,以了解在月球表面強烈的射線和極度溫差下,對便便有何影響,特別是微生物。這對探索生物的外來起源、登陸火星甚至外星移民等,都是重要資料。

丟在月球上的垃圾,內含人類屎尿。圖片來源/NASA