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国际空间站趣闻:宇航员是如何处理管道漏水的?

雅琪Selina · 2019-02-21
太空的日常生活中也会发生点意料之外的事情。

NASA宇航员Karen Nyberg在国际空间站上举起了一个水珠

编者按:相信很多人都有在家修理下水管道的经历,水管漏了不及时修理后果便不堪设想、带来重重麻烦。在地球上生活遇到的问题,在太空中是否会遇到呢?本文作者就详细讲述了太空水管泄露后,和地球有哪些不同。文章原题为“A Very Relatable Moment on the International Space Station”。

在家庭装修项目期间总是会出现大大小小的意外,太空中生活的宇航员也要处理一样的问题。

这次事故发生在国际空间站上,该站在地球上空约250英里的轨道上运行,每一个半小时绕行星环绕一周。本月早些时候,美国宇航局的宇航员们聚集在浴室里安装了一对隔间门,以增加一些可以提供更多隐私的隔间。在操作过程中,他们钻开一个接口,将水管连接到宇航员用于刷牙,洗澡和其他卫生习惯的软管上。而就在那时,两个半加仑的水,爆裂出来。

机组人员的反应和他们在地球上的反应一样:他们抓起一堆毛巾,争先恐后地去擦干水。他们在这个装置上安装了一个新的钻头,完成了他们的工作。

美国国家航空航天局(NASA)的一份描述国际空间站事件的每日电讯详细描述了这一事件。人类历史上,几乎把宇航员视为神话人物,但其实他们的日常活动通常相当乏味。一想到他们疯狂地试图阻止浴室漏水,人们就会产生奇妙的共鸣。

但是,太空中的管道事故与地面上的管道事故没有什么共同之处。

对于初学者来说,只知道太空有失重的感觉。(从技术上讲,宇航员受到我们在地球上所感受到的90%的重力影响,但是该站每小时17,500英里的快速行进速度使得所有船上的一切都在恒定的自由落体中,类似于零重力)国际空间站配备有扶手和脚踏板,以便宇航员可以在车站周围推动自己,或者让他们在做某事时能留在一个地方。空间站的各种工具都可能漂移起来使人难以触及。

水也可以这样。在失重状态下释放,水的表现就像从魔杖吹出的肥皂泡。水分子更容易相互吸引,他们喜欢粘在一起。在国际空间站上,这意味着水分子将自身拉成一个表面积最小的形状:球体。但与地球上肥皂泡不同,这种泡沫不会爆裂和消失。

根据美国宇航局发言人的说法,没有管道泄漏的照片证据。为了想象它是如何发生的,我联系了前美国宇航局宇航员汤姆·琼斯,即《宇航员问题:太空飞行问题的惊人答案》的作者。在2011年,琼斯的宇航计划结束之前,他在航天飞机上飞行了四次,并在2001年的最后一次任务中花了一周时间帮助组装该站。他亲身经历了微重力太空环境下,水的奇怪现象。琼斯说:

如果管道是缓慢泄漏的,那它会形成一个大的、起伏的水珠,它会随着表面张力而漂移或沿着墙壁爬行。如果管道处于更高的压力下,并且突然泄露,那么小水珠会喷射而出穿越机舱。

琼斯说,第一种情况更好处理。追逐肥胖的水珠比微小的水珠更容易。

与地球一样,水同样是国际空间站上的宝贵资源。失去两个半牛奶壶的水似乎很令人担忧。但是实际上,没有一种液体被浪费了。工作人员将浸湿的毛巾晾干,水最终蒸发掉。控制工作站温度和湿度的系统吸收了水分,并将其倒回到产生饮用水的系统中。

由于水在太空的不可预测性,国际空间站上没有水龙头或淋浴喷头。宇航员使用类似喷枪的软管来分配并小心地将水分配到毛巾和牙刷上。阵雨是一种遥远的白日梦。太空中的厕所也并不能冲洗,与一些关于厕所漏水的新闻报道刚好相反的是,国际空间站上的厕所系统不使用水。

宇航员上厕所时,会使用特殊漏斗排尿软管。(别担心,每个人都会得到一个个人漏斗)他们翻转一个开关,启动管子里的风扇,然后吸走液体。对于固体废物,宇航员将脚踩在马镫上,然后坐在塑料座椅上,下面有一个滑槽。尿液在车站的生命支持系统中回收并转化为饮用水。这个转化的过程是一个相当戏剧性的旅程:固体废物被密封在塑料袋或金属容器中。宇航员最终将废物和其他垃圾一起转移到离开的货船上。船只从车站脱离并落回地球,在那里他们像流星雨一样在大气中燃烧。

宇航员在本月升级了卫生间面积,因为他们将在2020年迎来一个全新的厕所。他们目前的马桶是俄罗斯设计的系统,美国在2007年以1900万美金向俄方购买,用于国际空间站。

美国航空航天局承诺,由美国公司设计的新厕所将会“使用起来更简单”,并且能“提高宇航员的舒适度和体验。”该机构还希望此设计能够在其他未来的人类太空居住场所中使用。

使用新厕所可能需要一些准备。历史上的宇航员都接受过无数航天系统的广泛培训,包括使用卫生间。在航天飞机时代,宇航员在发射前不得不练习使用厕所。模拟器在马桶的底部带有一个摄像头,朝上。宇航员趴在马桶上,对着前面的电视监视器,实时看着自己摆动,排练正确的位置。琼斯说:

你必须认真对待它,因为如果你没有把这些基础知识搞定,那么你就会为你和你的同伴们在太空中制造一团糟。

但这仍然很尴尬。他也说:

我们都开玩笑说,担心在模拟器上显示的屁股录像也是服务于太空任务的。

去年夏天,宇航员们在国际空间站的俄罗斯站发现了一个小的漏洞,站内空气泄漏到了太空中,导致站内空气压力暂时性的略微下降。这一事件引起了公众的极大兴趣,特别是当俄罗斯航天局的负责人提出该漏洞可能是在该站发射到太空之前或之后被人为故意造成地。美国宇航局驳回了人为破坏谣言。官员尚未提供解释。

宇航员没有任何危险。俄罗斯宇航员在发现后,立即使用了密封胶和纱布封住了开口——只是太空中的另一个DIY实例了。

原文链接:https://www.theatlantic.com/science/archive/2019/02/international-space-station-water-leak/582493/

编译组出品。

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