神舟13日,宇航员成功完成了出席任务,其中王亚平成为中国首位出席的女宇航员,值得高兴和祝贺!这次出海任务持续了6个小时,宇航员的工作强度大大暴露。
王亚平出舱瞬间
对此人马君不禁想到了一个有味道的话题:如果航天员在舱外活动时想“放屁”怎么办?这个在地球上如此常见的问题,到了太空中还真是个风险很高的动作,必须给予严肃对待。
我国航天员在舱外活动
俗话说:“屁乃人生之气,岂有不放之理”。人吃五谷杂粮,消化中的食物在肠道细菌的作用下会产生气体,而在咀嚼食物时也会吞入一定量的气体,这两者构成了屁的主要成分,包括有味道和无味道两部分气体。
前者指的是约59%的氮气、21%的氢气、9%的二氧化碳、7%的甲烷和3%的氧气,而剩下的1%则相当有味道,其中有臭鸡蛋味的硫化氢,粪便气味的吲哚和粪臭素,以及带刺激性气味的氨、挥发性胺等等。
从屁的成分来看,里面暗藏着两大风险:氢气和甲烷是易燃易爆气体,积聚到一定比例有可能发生爆炸,而硫化氢、氨气、吲哚等则带有浓烈的异味,部分气体还对身体有害。这些风险在地球上都不是问题,但在空间站或舱外航天服中,却成了比较大的麻烦。为什么会这样呢?
人人都会放屁,但在太空却成了问题
原来,在地球上有重力作用,屁的温度比较高,四周的空间也比较大,释放后会扶摇直上。即使刚开始闻到异味,也会很快上升消散。在太空中的航天器上,情况就大不相同,例如在轨道上运行的空间站,处在微重力环境,温度较高的屁并不会上升,而是会一直悬浮,并呈球面缓缓扩散。
虽然空间站里的空气也会循环,但换气速度有限,如果不是恰好在排风扇附近的话,屁的扩散会持续比较长的时间,在此期间每当有人经过这个区域,都会闻到臭味。假如排风系统出了问题停运,那就更麻烦了,不仅气味难闻,易燃气体积聚多了还可能产生爆炸风险。
太空里放屁风险很大
1972年的阿波罗16号就发生了件“屁事”:宇航员约翰·杨喝了大量的橘子汁,目的是补充钾以防止心率失常,没想到引发了一连串的排放事件,恶臭的气体在飞船内绕梁三日不绝,让宇航员不由得说起了脏话。
而空间站或飞船的空间毕竟还比较大,当航天员出舱活动时,情况就会更严重些。王亚平等航天员穿的舱外航天服相当于一艘小型“载人飞船”,麻雀虽小,五脏俱全。
舱外服的最里层是衬里和尿收集装置(后者负责收集6个多小时里的排尿),然后是液冷通风层,再外面是加压气密层,压力为0.4个大气压,最外面还有膨胀限制层和保护层。
舱外航天服
正常情况下,航天服背包内的生命保障系统提供的氧气通过供气管道送入头盔中,然后向躯干和四肢流动,再通过回风管道返回背包。因此,舱外航天服的环境比空间站更加密闭,且压力更低,如果放屁多的话,产生的影响比在空间站内更大。
那么怎么解决放屁的问题呢?最先想到的方法当然是憋着!美国退役宇航员罗恩·加兰曾在回答网友提问时说:NASA禁止宇航员在太空中放屁。但憋屁并不是长久之计。研究发现憋回去的屁虽然暂时不放了,但会积存在肠道中,不仅难受,假如空间站突然失压,还有可能造成肠子爆裂。
而屁在肠子里呆久了,有些会被肠道重新吸收,然后通过呼吸系统排放,也就是从嘴里出去了。还有一部分返回肠道后会通过打嗝来排放,这可不是件好事,因为在微重力环境下胃里的气体和液体不能很好地分离,打嗝的效果相当于呕吐!
国际空间站内部的宇航员
除这两部分外,剩下的气体会顽固地试图从肛门排出,或者憋不住被迫释放,或者会在航天员睡觉时不知不觉地放出来,一样会进入环境。因此憋屁不仅对身体不好,比较难受,对抑制气体排放的作用其实并不大。
既然憋不是办法,那么只好想办法处理。现代空间站一般配备有太空抽气马桶。因为是微重力环境,在太空中如厕如果不加控制,污物会到处乱飞,因此太空马桶带有负压抽气系统,会形成稳定的风场,将排泄物抽到专用容器中处理。因此,“屁”事可以到太空马桶解决。
价值2300万美元的太空马桶
那些不得已释放出来的屁该怎么处理呢?当然是要对空气进行净化,空间站和飞船上都有生命保障系统,会对内部的有害气体进行持续的净化。我国的舱外航天服也配备有呼吸系统,可以自动净化航天服内的人体废气和异味,一般是使用活性炭过滤来实现。因此,在出舱活动期间偶尔放屁的问题不大。
不过,一味的“堵”也不是办法,会加重了净化系统的负担,还是应该从源头上抑制屁的产生量,才能起到事半功倍的效果。研究表明,屁的产量和“质量”与食物有重大的关系。当食物中肉类较多时,摄入蛋白质多,屁会比较臭,而淀粉含量高时,产生的二氧化碳增加,屁的量会增加。
神舟十三航天员吃太空餐
其中一些食物很容易产气,例如豆类、地瓜、洋葱、卷心菜等,航天员一般会控制这些食物的摄入。而在航天员出舱活动之前,通过精心控制饮食结构,是能够避免放屁过多影响安全的。