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太空站的日常生活：宇航員如何處理人類的生理需求？
在遙遠的太空中，宇航員的生活樣貌不如地球般便利，他們需要依賴精密的生命支持系統以滿足生理需求。這些系統不僅能供應氧氣和水，還需妥善管理廢物與食物，確保宇航員能在外星環境中生存。本文將帶您探索在這樣的環境中，宇航員如何應對這些基本生理需求。
人類的生理和代謝需求
典型宇航員每天需約5公斤（11磅）的食物、水和氧氣來維持正常活動，並產生相似量的廢物產品，如固體和液體廢物，以及二氧化碳。
在太空中，這些基本需求的管理比在地球上要複雜得多。宇航員的每日消耗包括大約0.84公斤（1.9磅）的氧氣、0.62公斤（1.4磅）的食物和3.54公斤（7.8磅）的水。人體在這些過程中會產生約0.11公斤（3.9盎司）的固體廢物、3.89公斤（8.6磅）的液體廢物，以及約1.00公斤（2.20磅）的二氧化碳。
環境控制和生命支持系統 (ECLSS)
太空船內的生態系統需要持續提供氧氣以及適當的水分和食物。透過環境控制和生命支持系統（ECLSS），宇航員能夠在近乎真空的太空中生存。這些系統不僅要維持舒適的氣壓與氧氣濃度，還必須有效地排除二氧化碳和其他廢物。
廢物管理的挑戰
在太空站中，宇航員必須妥善處理相當複雜的廢物管理問題，不僅包括排泄物，還有長期任務中產生的其他生物廢物。
例如，隨著任務時間的延長，宇航員的生物廢物產量會增加，包括頭髮、指甲及皮屑等，這對廢物管理系統提出了更高的要求。太空站的生命支持系統必須通過高效回收機制，將排出的液體和固體廢物進行循環利用，例如，通過堆肥化將排泄物轉換為可再次利用的資源。
水的供應和回收
水是宇航員生活中不可或缺的一部分，但在太空中，由於缺乏即時的水源，必須透過回收技術來確保水的供應。宇航員不僅用水來喝，還用於清潔和緊急情況。
未來的探月和火星任務可能會利用當地冰層或大氣中的水來補給，但目前太空站是完全依賴回收技術來獲取所需的水。
食物供給
目前所有的太空任務都依賴外送的食物，宇航員的餐點通常以冷凍或脫水形式儲存。然而，有科學家正在研究是否可以在太空中種植植物，以實現自給自足的食物生產系統。如果真的實現，這將不僅能供應食物，同時還能回收水分和氧氣。
重力的影響
宇航員在無重力的環境中可能會遭遇不同程度的生理影響，包括體內液體的重分配、骨質和肌肉質量的流失等。研究人員正在探索人造重力技術，以減少這些問題的影響。例如，透過在太空船的環境中設置旋轉的設施，可以模擬重力效果，幫助宇航員維持健康。
未來的挑戰
隨著人類的太空探索不斷深入，未來的任務將面臨更多挑戰，例如長期的生存需求和能否實現持續的生活支持系統。這些系統不僅需極度高效，還需能適應各種外部環境的變化。
在短短幾十年的時間裡，人類已經從地球踏上了太空，但未來還有多少未知等著我們去探索，實現自給自足的生活支持系統是否會成為我們的現實？
