舱外活动用宇航员排泄物收集装置结构设计

　　该装置针对火星或月球表面舱外活动场景下的宇航员如厕需求设计，核心解决微重力、高真空极端环境下的人体排泄物密封收集问题，适配舱外航天服的外置接口安装逻辑，无需宇航员脱下整套航天服即可完成排泄操作，大幅降低长时舱外作业的生理负担。从结构逻辑来看，装置采用分体式布局，下部为长方体安装基座，作为整个收集单元的承力载体，基座侧面预留标准航天服外挂接口的安装槽位，可直接卡接在舱外航天服的下腹位置外挂点上，安装后整体突出航天服外表面的尺寸控制在180mm以内，不会干扰宇航员行走、攀爬、设备操作等常规舱外动作，基座内部预留排泄物暂存腔的安装空间，腔体内壁做疏水处理，避免排泄物残留粘附。基座上方倾斜设置圆柱形收集筒体，

　　筒体轴线与人体排泄部位呈15度倾角，完全贴合人体工学姿态，筒体开口处设置软质密封翻边，使用时可与航天服的排泄口密封对接，依靠航天服内部的微正压与外部真空环境的压差实现自密封，无需额外设置锁紧机构即可保证对接面无泄漏。筒体内部设置负压导流通道，直接连通基座内的暂存腔，利用舱外真空环境的自然压差作为动力，将排泄物快速抽吸至暂存腔内，无需额外配置抽吸泵组，大幅降低装置整体重量与能耗，暂存腔出口设置单向截止阀，仅允许排泄物从筒体流向暂存腔，避免外部真空环境导致暂存腔内的废物反向溢出。筒体侧面延伸出细长的导杆结构，导杆端部设置过滤收集头，专门用于尿液的导流收集，过滤头内置多孔疏水过滤膜，可将尿液中的气泡完全滤除，

　　避免微重力环境下尿液飘散形成游离液滴污染舱外设备，导杆与筒体的连接位置设置旋转轴，非使用状态下可将导杆旋转贴合在筒体侧面，减少装置整体占用空间，使用时旋转至对应位置即可对接排尿接口。筒体顶部设置翻盖式密封盖，盖体通过扭簧与筒体连接，非使用状态下盖体自动闭合密封筒体开口，盖体边缘设置硅橡胶密封圈，可耐受-180℃至120℃的极端温度变化，避免空间高低温循环导致密封失效。整个装置的所有外露结构件均采用阳极氧化铝合金材质，表面喷涂热控涂层，可适应舱外剧烈的温度波动，同时具备良好的抗宇宙射线辐照性能，所有运动副均采用固体润滑轴承，避免真空环境下润滑油挥发失效。从安装边界来看，装置整体重量控制在1.2kg以内，

　　基座的安装孔位间距与现有舱外航天服的通用外挂点完全匹配，无需对航天服进行额外改造即可直接挂载，暂存腔的有效容积为800ml，可满足单次舱外活动8小时内的排泄需求，返回主站后可通过基座底部的快卸接口将暂存腔内的废物转移至站内的废物处理系统，排空后的装置可重复挂载使用。在设计过程中充分考虑了微重力环境下的流体流动特性，所有流道均做圆弧过渡处理，无直角死角，避免排泄物在流道内滞留，同时所有棱角位置均做圆角处理，防止剐蹭航天服外层的防护面料，装置整体的重心落在安装基座的中心位置，挂载后不会对宇航员的活动造成额外的偏心力矩，适配不同体型宇航员的使用姿态，无需调整安装位置即可满足不同身高人员的使用需求。