NASA花10年造了個月球馬桶：阿波羅宇航員看了想罵人

1972年12月，阿波羅17號的宇航員尤金·塞爾南在月球表面留下最后一個人類腳印。他返回指令艙后，面臨一個更緊迫的問題：怎么在不弄灑的情況下，把糞便裝進一個粘在大腿上的塑料袋。

53年后，NASA終于解決了這個尷尬。Artemis II任務(wù)的4名宇航員將帶著一個帶門的、能同時大小便的、男女通用的馬桶飛向月球。這個被正式命名為"通用廢物管理系統(tǒng)"（UWMS）的設(shè)備，是人類歷史上第一個繞月飛行的功能性廁所。

從塑料袋到"進化式設(shè)計"

阿波羅時代的解決方案堪稱反人類。宇航員需要把 adhesive-rimmed（帶粘性邊緣的）塑料袋貼在臀部，手動密封，然后 knead（揉捏）袋中的殺菌劑與糞便混合。尿液稍好一些——通過一根管子導(dǎo)入儲存袋，但男性宇航員需要"對準(zhǔn)"，這在微重力環(huán)境下是個技術(shù)活。

1975年的一份NASA報告毫不留情地記錄了宇航員的反饋："令人反感"（objectionable）、"令人厭惡"（distasteful）。任務(wù)日志里還有更生動的描述：袋子泄漏、氣味擴散、操作耗時。阿波羅11號的尼爾·阿姆斯特朗和巴茲·奧爾德林甚至選擇在登月艙外"憋著"，直到踏上月球表面才使用那個簡陋的收集裝置。

「我把廢物管理視為設(shè)計的進化，」NASA UWMS團隊項目經(jīng)理兼首席研究員Melissa McKinley說，「這個馬桶建立在阿波羅、航天飛機甚至國際空間站的設(shè)計基礎(chǔ)上……其中包含了大量的學(xué)習(xí)積累。」

McKinley口中的"進化"花了超過10年。2015年，航空航天基礎(chǔ)設(shè)施公司Collins Aerospace與NASA簽訂合同啟動研發(fā)。項目科學(xué)家需要同時解決兩個矛盾：既要克服過去太空廁所的根本缺陷，又要預(yù)判未來幾十年月球和火星任務(wù)的需求。

一個馬桶要解決多少問題

UWMS的核心突破是"同時處理"。過去的太空廁所通常將大小便分開處理——尿液導(dǎo)入一個系統(tǒng)，糞便進入另一個。宇航員需要切換設(shè)備，在緊急情況下（比如太空行走前的準(zhǔn)備）這會浪費時間。新系統(tǒng)用一套氣流機制同時抽吸兩種廢物，宇航員只需就位即可。

性別適配是另一個硬需求。早期太空任務(wù)幾乎全是男性宇航員，尿液收集裝置按男性生理結(jié)構(gòu)設(shè)計。隨著女性宇航員比例上升，NASA不得不面對一個尷尬現(xiàn)實：舊系統(tǒng)對女性"不太友好"。UWMS的尿液收集漏斗經(jīng)過重新設(shè)計，通過可調(diào)節(jié)的密封結(jié)構(gòu)適配不同體型。

微重力下的穩(wěn)定性同樣關(guān)鍵。地球上的馬桶依賴重力，太空里一切漂浮。UWMS配備了多個握把和腳踏約束裝置，宇航員可以固定身體姿態(tài)。艙門則提供了"隱私的幻覺"——在獵戶座飛船狹窄的乘員艙內(nèi)，這扇門隔開的是馬桶區(qū)域與另外三名同事的活動空間。

Collins Aerospace的工程師還解決了氣味控制這個歷史難題。阿波羅時代的殺菌劑只能部分抑制細(xì)菌，航天飛機時代的系統(tǒng)仍有投訴。UWMS采用多級過濾和真空密封，將廢物氣味鎖死在儲存容器中。對于為期10天的Artemis II任務(wù)，這一點關(guān)乎乘組士氣。

月球只是第一站

NASA對這個馬桶的期待遠(yuǎn)不止一次繞月飛行。Artemis II是無人登月前的最后一次載人測試，任務(wù)時長約10天。但NASA的規(guī)劃時間線延伸到2040年代：月球南極基地、火星載人任務(wù)，可能持續(xù)數(shù)月甚至數(shù)年。

長期任務(wù)對廢物管理提出全新挑戰(zhàn)。尿液在太空中是寶貴資源——經(jīng)過處理后成為飲用水。國際空間站的宇航員已經(jīng)"喝自己的尿"多年，但糞便處理仍是難題。UWMS的糞便干燥和壓縮模塊為未來的資源回收預(yù)留了接口，理論上可以將人類廢物轉(zhuǎn)化為推進劑或輻射防護材料。

火星任務(wù)的時間延遲讓自主維護成為必需。地球與火星之間的通信延遲最短4分鐘，最長24分鐘。宇航員無法實時等待地面指令修廁所。UWMS的設(shè)計強調(diào)模塊化更換，關(guān)鍵部件可以在軌拆卸替換，減少了對地面支持的依賴。

Collins Aerospace與NASA的合同包含后續(xù)迭代條款。Artemis II的飛行數(shù)據(jù)將直接輸入下一代設(shè)計，目標(biāo)是在2028年左右的Artemis III登月任務(wù)前完成升級。那個版本需要適應(yīng)月球表面的1/6重力環(huán)境，比軌道微重力更復(fù)雜——尿液和糞便的行為模式都會改變。

被低估的" creature comfort "

太空廁所的改進 rarely make headlines，但NASA內(nèi)部知道它的分量。宇航員選拔的心理評估中，"應(yīng)對封閉環(huán)境壓力"是核心指標(biāo)。而廁所體驗——這種最基礎(chǔ)的日常需求——直接影響乘組的心理狀態(tài)和任務(wù)表現(xiàn)。

國際空間站的前宇航員Scott Kelly曾在回憶錄中描述早期俄羅斯廁所的"冒險性"：對準(zhǔn)困難、氣味泄漏、故障頻發(fā)。這些看似瑣碎的抱怨累積成真實的任務(wù)風(fēng)險。2019年，國際空間站曾發(fā)生廁所系統(tǒng)故障，宇航員不得不使用備用收集袋，直到貨運飛船送來替換部件。

Artemis II的乘組包括首位女性和首位有色人種月球任務(wù)宇航員。NASA在宣傳中強調(diào)這一歷史意義，但很少提及UWMS對多元乘組的實際價值。舊系統(tǒng)的性別偏見不是抽象的政治正確問題——它關(guān)乎女性宇航員能否在任務(wù)中保持同等的工作效率和舒適度。

McKinley的團隊在研發(fā)過程中咨詢了現(xiàn)役宇航員，包括曾在空間站長期駐留的人員。反饋被轉(zhuǎn)化為具體設(shè)計：握把的位置、艙門的開合角度、警報聲的音量。這些細(xì)節(jié)不會出現(xiàn)在任務(wù)通稿中，但會出現(xiàn)在宇航員私下的任務(wù)后訪談里。

2025年4月，Artemis II的4名宇航員將在肯尼迪航天中心發(fā)射升空。他們的飛行軌跡將復(fù)刻阿波羅8號的經(jīng)典路線：繞月飛行，不登陸，返回地球。但與1968年的那3名先驅(qū)不同，他們可以在途中關(guān)上一扇門，像地球上一樣使用廁所。

這個對比本身說明了航天工程的某種演進邏輯。阿波羅時代用勇氣和簡陋設(shè)備突破邊界，Artemis時代則在邊界內(nèi)追求可持續(xù)的舒適。不是每個太空里程碑都需要登月那么戲劇性——有時候，一扇門就夠了。

當(dāng)Artemis II的宇航員在繞月軌道上鎖上那扇廁所門時，他們會想起訓(xùn)練時的某個細(xì)節(jié)嗎？比如地面測試中，某位工程師堅持要把艙門開合角度調(diào)到剛好能卡住一只漂浮的筆——因為在真正的任務(wù)里，沒有重力的幫助，連撿東西都是件麻煩事。