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太空生活大揭秘:宇航员衣物清洁难题如何破?冷等离子体洗衣枪登场

   时间:2026-07-21 22:49:11 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

在人们的想象中,太空生活往往与失重环境下的科学实验、从太空俯瞰地球的壮丽景象紧密相连。然而,真实的太空生活远不止于此,宇航员们不仅要应对极端环境的挑战,还要处理各种看似琐碎却至关重要的问题,洗衣服便是其中之一。

国际空间站内配备了24小时不间断运行的舱内多功能通风过滤系统,能够过滤掉环境中99.97%以上的灰尘和微生物,并且还会定期进行表面清洁与消毒。在这样的环境下,人们不禁会问:宇航员的衣服究竟能有多脏呢?阿拉巴马大学的航空航天工程师给出了答案:尽管空间站内的金属和塑料设备表面能够定期擦拭消杀,但宇航员自身却是“移动污染源”。人体新陈代谢会持续脱落皮屑,同时呼吸、说话、咳嗽、打哈欠时也会不断释放细菌。而衣物、床单等织物,因其由细密纤维相互编织构成,纤维间遍布微小缝隙,为细菌提供了绝佳的藏匿和繁衍空间。

在日常生活中,衣物清洗后可以通过开窗通风来消散异味和残留细菌。但在密闭的国际空间站内,开窗通风显然是不可能的。舱内的通风过滤系统只能处理悬浮在空气中的灰尘和微生物,却无法深入衣物纤维内部清除附着的汗液、皮屑和细菌。长此以往,这些残留的污垢会成为细菌的温床,导致细菌在衣物上不断繁殖并产生异味。由于太空环境会削弱人体免疫力,长期接触这些细菌会刺激宇航员的呼吸道和皮肤,增加皮炎、呼吸道炎症等疾病的发病概率。

那么,宇航员究竟如何处理堆积的脏衣物呢?在日常生活中,洗衣服只需将脏衣服扔进洗衣机,加入洗衣液,按下按钮即可。但在国际空间站里,情况却大相径庭。美国航空航天局(NASA)表示,受火箭运载重量和储物空间的严格限制,宇航员仅能携带两个私人物品收纳包:一个尺寸为91.44cm×33.02cm×2.54cm的长条收纳包,以及一个20.3cm×10.2cm×5.1cm的小型收纳包。对于执行中长期驻留空间站任务的宇航员来说,他们只能反复穿着每一件衣服,直到衣物产生明显异味、无法继续穿着时,再统一收纳打包,送入货运飞船的垃圾舱,随货运飞船一同坠入大气层中销毁。

货运飞船的任务分为上行补给和下行销毁两大阶段。飞船升空时,会满载食品、设备、衣物等生活物资与实验耗材;完成与国际空间站对接后,宇航员会将船上所有可用物资搬运至舱内存放。等到补给工作全部结束,考虑到回收飞船的成本高昂,飞船会装填国际空间站积攒的各类废弃物,再由地面测控中心操控驶离国际空间站,坠入大气层,在高温中燃烧销毁。短期国际空间站任务通常持续数周至数月,依靠提前携带和货运飞船补给的衣物能够满足使用需求;然而,未来的载人登录火星任务,往返航程加上地表驻留,周期可能长达数年。如果持续不断地丢弃、焚烧旧衣物,再源源不断地运送新衣物上去,补给物资的成本将大幅增加。

为了解决太空洗衣服的难题,美国航空航天工程师加布・徐和他的团队研发出了一款“洗衣枪”。这款洗衣枪发射的不是水,而是“冷等离子体”(Cold Plasma)。我们熟知的物质存在固态、液态、气态三种形态,而等离子体则是物质的第四形态。根据内部粒子温度的差异,等离子体可分为热等离子体和冷等离子体两大类。太阳内部、闪电当中都存在热等离子体,这类等离子体温度高达数千摄氏度,一旦接触普通布料,会直接将面料灼烧损毁。而冷等离子体的生成方式则截然不同:它借助高压电场电离氦气、空气与水蒸气的混合气体,全程在室温环境下就能制备完成,温度与室温相近,不会损伤各类纺织面料。

冷等离子体是如何把衣服洗干净的呢?秘密在于它接触到织物时会产生大量的“活性氧”,比如臭氧。在杀菌除味方面,这些活性氧会与微生物发生强烈的氧化反应,直接破坏它们的细胞壁和DNA结构,从而灭杀导致衣物异味与疾病的各类微生物。在去污方面,活性氧能将附着在衣物上的汗液、皮脂等有机大分子污渍,降解为微小的气体分子或粉末,使污渍自动从织物纤维上脱落。通过这种“杀菌+去污”的双重作用,衣服得以在不沾水的情况下焕然一新。

尽管这项技术听起来很完美,但目前还停留在“概念”阶段,要真正装备到国际空间站,科学家们还面临着两大难关。第一重难关是清洁效率。目前实验室里洗衣枪发射的等离子射流只有“铅笔芯”那么细,想要完整清洗一件衣物要耗费极长时间,实用性不足。第二重难关是安全问题。杀菌的“功臣”是活性氧,可一旦浓度超标,便会威胁宇航员身体健康。以臭氧为例,它作为活性氧的一种,在日常通风环境中能杀菌消毒;但国际空间站属于密闭空间,累积的高浓度臭氧会刺激人体呼吸道,严重时还会损伤肺部,威胁宇航员健康。

除了洗衣服,太空里还有许多鲜为人知的生活细节。你还想了解宇航员的哪些太空日常?欢迎在评论区留言。

 
 
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