据《科学美国人》月刊网站4月23日文章，“阿耳忒弥斯2号”任务一点也不简单。4月1日，美国国家航空航天局(NASA)将四名宇航员送入一个小型货车大小的航天器，开启了为期10天的绕月之旅，并极其精准地将他们安全带回地球。然而，这个过程中却出现了一个棘手的问题：宇航员们无法正常冲厕所。

据宇航员们说，这并非马桶的过错。NASA宇航员、“阿耳忒弥斯2号”任务指挥官里德·怀斯曼在宇航员返回地球后的一场新闻发布会上表示，“猎户座”飞船上的厕所——通用废物管理系统——是“很棒的装备”。

的确，这算得上是个新事物：“阿波罗”时代，飞往月球的宇航员们不得不用一次性袋子解决内急。但如今，50多年过去了，“阿耳忒弥斯”任务的宇航员们可以期待更好的条件。在“阿耳忒弥斯2号”任务中，“猎户座”飞船配备了一个封闭式、3D打印的钛制马桶，宇航员们不仅能享受同时大小便的便利，关键是还有扇门可关上以保护隐私。

但宇航员们遇到问题的地方在于尿液排放管线。在为期10天的任务进行到大约一半时，排放管线似乎堵塞了，可能是因为管内尿液结冰，也可能是废水中化学添加剂产生的碎屑。具体原因尚不清楚，NASA正在调查。

这个麻烦事虽说有点好笑，但也引出了一个关键问题：为何在太空中冲厕所如此困难呢？

首先，康奈尔大学航天工程教授梅森·佩克说，太空中没有地球引力来让物体下垂。他说：“在微重力环境下，流体的流动方式很奇特。”这就很难预测液体的流动方式。在地球上，我们习惯了咖啡留在杯底，雨水汇聚成水坑，尿液顺着下水道流走。他说：“由于重力作用，水被吸引到地球表面，几乎没什么意外情况。”

失去地球引力后，流体不一定会“向下”流动。相反，其他因素起了主导作用——表面张力、废水管道的形状、航天器的运动等等都能影响太空中流体的运动。这意味着很难设计出能把所有这些微妙因素都考虑到的设备。北达科他大学空间研究教授巴勃罗·德莱昂说，引入空气有助于将尿液通过管道排出，但也可能会产生附着在管道上的气泡，由此产生了堵塞的风险。

更麻烦的是，太空是真空环境，温度波动极大。佩克说：“你可能觉得南极洲冷——但太空更冷。你觉得撒哈拉沙漠热——但太空更热。而且这种冷热变化可能在几分钟内就会发生。”研究人员可以在发射前在地球上的实验室模拟太空环境中可能出现的流体动力学情况，但他说：“基本上永远不可能做到完美。坦率地说，(这个马桶)能运行到这个程度已经很了不起了。”

要知道，“阿耳忒弥斯2号”的马桶是个原型产品。德莱昂说：“这是人类首次在太空中使用这个系统。”国际空间站有类似的马桶装置，但与“猎户座”飞船的马桶在一个关键方面有所不同：国际空间站的马桶会将液体废物回收制成饮用水。而“猎户座”的马桶设计是将液体废物“排放”，即喷入太空。

佩克说，“好消息”是“我们现在能从这次经历中吸取教训”。根据NASA对马桶调查的结果，未来对设计的改进可能包括增加加热器，或者调整排放管线中的空气或水流——从整体来看，这些都算是相对小的调整。（编译/涂颀）