人类扔在月球上的96袋纸尿裤,半世纪后成了野生“实验室”

作者: SME

来源: SME科技故事

发布日期: 2019-05-03

2017年,特朗普宣布重启载人登月计划,目标之一是找回落在月球上的96袋纸尿裤。这些纸尿裤是阿波罗登月计划期间宇航员的排泄物,现在可能成为研究微生物在极端环境中生存能力的宝贵资源。

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。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。

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。

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。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。

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?

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