新技术或将取代宇航服中的尿不湿

宇航员被问及频率最高的问题之一是，他们如何在太空中排便？几十年来，他们的回答都是同一个令人不快的答案：他们实际上是在弄脏自己的宇航服。

在太空飞行期间（空间站有更卫生的解决方案——但即使是这些有时也会出现问题），宇航员长期以来一直依赖类似成人尿布的装置来吸收尿液。对于短途任务来说，这只是不舒服，而且有点令人作呕。但对于长途旅行——例如可能计划前往火星的旅行——这种方法可能导致健康问题，包括严重的皮疹和尿路感染（UTI）。

据《Frontiers in Space Technologies》杂志报道，康奈尔大学的一个工程师团队开发了一种更健康、更舒适的方法：一个收集和过滤尿液的系统。

太空尿布替代品

这项新技术不仅能保护使用者免受尿液的侵害，还能将液体废物转化为饮用水。这种可持续的方法减少了宇航员携带饮用水的需求，也减少了储存、运输和将尿液带回地球的需要。

该系统将尿液收集在一个覆盖使用者生殖器的杯子里，通过外部导尿管将其抽入，然后输送到一个反渗透系统中，将尿液转化为过滤水。

一件由多层柔性织物制成的内衣将硅胶杯固定到位。杯子内衬有尼龙-氨纶混纺材料，可以将尿液从身体吸走，并导向杯子的内表面。然后，一个湿度传感器会激活一个泵，将尿液从杯子输送到过滤系统。

宇航员长期以来一直抱怨美国宇航局（NASA）称之为“最大吸收力服装”（MAG）的设备——这是一种由超吸收聚合物制成的多层成人尿布。MAG 自 20 世纪 70 年代末以来一直在使用。

“据报道，MAG 曾发生过泄漏，并导致尿路感染和胃肠道不适等健康问题，”Weill Cornell Medicine 和康奈尔大学的研究人员、该研究的第一作者 Sofia Etlin 在一份声明中说。

“此外，宇航员目前在他们的宇航服饮水袋中只有一升水。这不足以应对计划中的、持续时间更长的月球太空行走，后者可能持续十小时，甚至在紧急情况下可达 24 小时，”Etlin 说。

如果能有更好的废物管理系统，像计划中的阿尔忒弥斯二号月球任务这样的长途旅行，对宇航员来说将更安全、更舒适。预计在 2030 年代初进行的载人火星任务几乎必须配备这样的系统。

虽然杯子和导管为系统提供了收集功能，但一个高科技背包则包含过滤系统。反渗透技术将尿液中的水分分离出来，然后一个泵将盐分与剩余的水分离。净化后的水将富含电解质，并被泵入宇航服的饮水袋中，可供饮用。收集和净化 500 毫升尿液只需五分钟。

该设计将首先在模拟条件下进行试点，然后尝试在实际太空行走中使用。

“我们的系统可以在模拟微重力条件下进行测试，因为微重力是我们必须考虑的主要太空因素，”Emory 的工程师、该研究的首席作者 Christopher Mason 在一份声明中说。“这些测试将确保该系统在实际太空任务部署前的功能和安全性。”

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在加入Discover Magazine之前，Paul做了20多年的科学记者，专注于美国生命科学政策和全球科学职业问题。他的职业生涯始于报纸，后来转向科学杂志。他的作品曾出现在《科学新闻》、《科学》、《自然》和《科学美国人》等出版物上。