那福忠
![]()
集知識、技術、機智、膽識於一身的太空人，可以說是菁英中的菁英，叫人敬佩又羨慕。但再菁英也要生活，免不了吃喝拉撒睡，地球上輕而易舉的事，在無重力的太空可能大費周章，排泄就是一個問題，在太空艙內用一個緊密的真空抽取馬桶，免得排泄物滿天飛，但在升空、降落、在艙外工作，就必須穿上密閉緊身的太空裝來維持生命，不能脫掉，只能戴尿布以備不時之需。尿布僅能暫時使用，時間一長問題就來了。
![]()
（「不可用 」的太空廁所。取自 toonpool.com）
美國太空總署 NASA 有鑑於此，公開徵求替代尿布的方案，在未來的長距離飛行如火星，或是遇到緊急狀況，太空人可能連續六天、144
小時，不能脫掉封閉的太空裝，六天排泄物的累積，除了噁心，可能局部發炎，堵塞排泄器官，以及順著太空裝與皮膚間的空隙串流，黏著皮膚，甚至流到頭部阻擋視線堵塞五官。任何情況太空人自己都無能為力，也都威脅生命，所以徵求替代方案是 144 小時讓太空人安全無虞的排泄。
NASA 經挑戰性 HeroX 網站在十月發佈徵求方案，到 12 月 20 日截止，方案經評審認為可行，實驗一年、實用三年，發給 3 萬美元獎金，並有機會進一步合作。方案的規格很簡單，要與太空衣連在一起，在六天之內每人每天要收集尿液 1 公升，收集糞便重 75 公克、以及 75 毫升，女性的月事排泄要在六天內收集 80 毫升。
太空人的重裝扮，穿的是一件式的封閉太空裝，在起飛、返航、太空漫步，或是艙內失壓緊急狀況，都要穿上，平日在艙內活動穿的是便服。太空裝因任務有不同的設計，像登陸月球就較輕，便於在月球活動，太空梭就較重，因為零重力太空人沒有重量感覺。除了衣服，還要加一個維持生命的背包，再加上太空人就是總重量，以太空梭任為例，衣服加背包重約 140
公斤，如果太空人重 80 公斤，一共 220 公斤，所以排泄管理系統的設計要以這個重量作基礎。
目前的太空任務，穿太空裝的時間很短，可以尿布應付一時之需，而且卸裝就丟，以後長距離飛行、或緊急避難，就可能延長太空裝穿著的時間，NASA 訂為 144 小時。緊急狀況穿太空裝的時間要在 60 分鐘以內，所以排泄管理設備也要在 5 分鐘之內安裝就緒，在這 144 小時之間，排泄系統自動收集處理排泄物，不能讓太空人用手協助，目前市面上還沒有這樣的設備與系統。
無重力下的情況，大家都知道物件會在空中飄浮，但也因為張力會附著任何表面，例如洗澡之後在腋下的水球揮之不去，地球上固體多少與液體會結合，但在無重力之下不一定如此。同樣的排泄物也沒有重力引導離開身體，尤其長時間堆擠在密閉的太空裝內會隨處流動，除了前述對人體的傷害，更可能堵塞維持生命的進出口管線，所以新的系統必須要排除這些障礙。那以前是怎麼處理的？NASA
說以前沒處理過長時間的問題，尿布是必要時才用的，最多幾小時，而且有超強吸水的設計，還幽默的說以後許多嬰兒尿布產品多受其影響發明的。
![]()
（NASA 的火星太空裝，取自網路。）
NASA 進一步簡述了太空裝的規格，因為排泄管理系統要連接在一起。太空裝、包括手套，加壓到 4.3 psi（磅/平方吋），同時 100% 的氧氣以每分鐘 0.127 立方米的速度釋出。胖胖的太空裝，看起來像吹了氣的氣球，是經過專家設計的，地球上正常的氣壓是 14.7 psi，大氣中的氧氣占 20%，也就是我們僅需要 2.94 psi
就夠用了。但大氣中大部分是氮氣，我們爬高山會氣喘，因為越高氣壓越低，氧氣的成份也淺少，覺得疲憊也就是高山症，如果氣壓再低到一定的程度，體內的氮氣會在血液中產生氣泡，就可致命。
太空裝與太空人身體之間有 5 公分的空間，充起氣來就像一個氣球，氮氣是個禍害，所以用純氧氣，太空人活動很費力，也需要多一點氧氣。至於所需壓力 2.94 psi 有些過低，應研究增加到 4.3 psi 是目前認為最適當的數值。太空裝一旦封閉，太空人無法觸摸自己的身體，直到進入另一個壓力環境。
怎麼樣才能贏得 30000 美元獎金？提案必須是 TRL 4 的實驗室成熟度，而且在一年內可以實驗，三年內完成實際安裝使用。現在距 12 月 20 日截止還有兩週，有興趣的人還可以提案，但指明要用英文。
當然，絕大多數的讀者恐怕都不會提案，這篇短文不過藉尿布的趣味，介紹太空任務的複雜，尤其是光鮮亮麗的太空人背後，也有不太為人知的困窘要克服。
請寫信給我 frank.na@gmail.com
點子農場粉絲團：https://www.facebook.com/wujenlin/
點子農場官網：http://vinwu.club/
