下一代載人登月注定將是一項(xiàng)長(zhǎng)期任務(wù)。宇航員在太空中生活的時(shí)間越長(zhǎng)，如何處理他們排出的尿就顯得越發(fā)重要。2008 年7 月底，為了研究新一代登月飛船的廁所，NASA向社會(huì)公開(kāi)征集愿意提供新鮮尿液的志愿者，對(duì)象包括自己的雇員以及正好路過(guò)休斯敦的游客或公務(wù)人員。而且公告特別強(qiáng)調(diào)，這次征集的是全程尿，不像醫(yī)院做尿檢那樣只要中段尿。這個(gè)要求與征集這些尿的具體用途有關(guān)。它們將被用來(lái)研究尿中的固體顆粒堵塞管道的問(wèn)題——需要從廁所沖走的當(dāng)然不限于尿的哪一部分。至于如何清除這些顆粒，NASA 以及合作方漢密爾頓標(biāo)準(zhǔn)公司都沒(méi)有明確說(shuō)明，只是說(shuō)在實(shí)驗(yàn)一種化學(xué)劑。但這次集尿活動(dòng)卻引發(fā)了所有人對(duì)另一個(gè)問(wèn)題的好奇心：這些宇航員的尿里為什么會(huì)有這么多的固體顆粒？

美國(guó)約翰遜航天中心的生物化學(xué)家佩吉·威特森(Peggy A. Whitson)，曾經(jīng)帶領(lǐng)他的研究小組進(jìn)行過(guò)一項(xiàng)調(diào)查，以確定長(zhǎng)期太空旅行中宇航員患腎結(jié)石的風(fēng)險(xiǎn)到底有多大。他們選取了1995 年至1999年間在"和平"號(hào)空間站上連續(xù)工作超過(guò)100 天的宇航員作為研究對(duì)象，分析了他們進(jìn)入“和平”號(hào)空間站之前、其中和過(guò)后的尿液。結(jié)果顯示，這些宇航員在進(jìn)入空間站工作后，排尿的量比在地球上少了很多，然而尿液中磷酸鈣的濃度卻明顯比這些人在地面時(shí)高出許多，看上去也更混濁。這些磷酸鈣很容易在腎臟部位結(jié)晶形成腎結(jié)石。在這個(gè)過(guò)程中，宇航員一開(kāi)始不會(huì)感覺(jué)到任何疼痛。而他們尿液中的磷酸鈣濃度，要到返回地球一個(gè)月之后才能恢復(fù)正常。此時(shí)腎結(jié)石早已經(jīng)形成，并且讓宇航員感覺(jué)到明顯的疼痛，在不能及時(shí)得到醫(yī)治時(shí)會(huì)非常痛苦。

在微重力環(huán)境的太空中，人骨中鈣的損失是引起這些宇航員腎結(jié)石的原因之一。在我們的骨骼組織中，既有破骨細(xì)胞又有成骨細(xì)胞。成骨細(xì)胞不斷地將磷酸鈣存儲(chǔ)在骨基質(zhì)中，起成骨作用。破骨細(xì)胞則不斷地祛除骨基質(zhì)中的磷酸鈣，起破骨作用。顯然通常情況下，這兩種活動(dòng)過(guò)程是相互平衡的。然而一旦進(jìn)入太空，由于重力幾乎為零，骨頭缺少壓力，促使成骨細(xì)胞活動(dòng)所需的刺激不存在了，但破骨細(xì)胞的活動(dòng)仍然在繼續(xù)著，因此骨骼就被破壞得多，重建得少，導(dǎo)致鈣以及其他組成骨骼的物質(zhì)流失，繼而引起血液中鈣水平的上升，很容易引發(fā)腎結(jié)石。雖然大量喝水有助于排出這些結(jié)石，減少尿液中磷酸鈣的濃度，但是很明顯太空中不具備這樣的條件——在那里，每一滴水都是珍貴的。威特森的小組需要另辟蹊徑，找出一種有效的制劑來(lái)幫助宇航員。

檸檬酸鉀是目前最常用的預(yù)防結(jié)石的藥物。它的基本原理就是讓鉀離子替代鈣離子與磷酸結(jié)合，鉀很活躍，在人體內(nèi)代謝得很快，不會(huì)再形成磷酸鈣的結(jié)石。但是檸檬酸鉀在微重力環(huán)境下是不是還能發(fā)揮作用，這就要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明了。威特森的小組目前正在進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。他們把將會(huì)在太空中工作的人員分成兩組：一組從發(fā)射3天前開(kāi)始，直到返回地面14 天以后，每人每天服用兩粒檸檬酸鉀；另一組則每天服用兩片無(wú)效對(duì)照劑。然后他們?cè)俨杉�這些被測(cè)試者從任務(wù)開(kāi)始到中間再到任務(wù)結(jié)束三個(gè)時(shí)段的尿液樣本，并讓這些人自己每天記錄飲食、喝水、服藥和鍛煉的情況。整理好的尿樣和記錄最終會(huì)集中到佩吉·威特森這兒。他和同事們將會(huì)仔細(xì)地研究這些尿液的成分，來(lái)判斷每一位宇航員患腎結(jié)石的風(fēng)險(xiǎn)，然后再對(duì)照這些人每天所吃的藥和自己記錄的生活情況，分析檸檬酸鉀以及這些日常的生活習(xí)慣具體對(duì)結(jié)石的形成有哪些影響，到底是哪一種因素促進(jìn)或是緩解了結(jié)石的生成。

這絕對(duì)是一個(gè)短期內(nèi)難以完成的實(shí)驗(yàn)。NASA不可能專門(mén)為了研究腎結(jié)石而派出一隊(duì)人到太空去，而威特森則需要對(duì)所有被測(cè)試的人進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的跟蹤，再花大把的時(shí)間分析最后的那些數(shù)據(jù)，所以直到今天，對(duì)于檸檬酸鉀在太空中的效力怎樣，威特森的小組還不能給出一個(gè)明確的答案。

但是即使實(shí)驗(yàn)最終取得了滿意的答案，證明檸檬酸鉀在太空中也像在地球上一樣有效，對(duì)宇航員們來(lái)說(shuō)，靠吃藥避免腎結(jié)石也不能說(shuō)是最好的解決方案。在地球上隨便問(wèn)一個(gè)醫(yī)生，他都會(huì)建議你這時(shí)候應(yīng)該多喝水。然而在太空里每升水的成本高達(dá)1 萬(wàn)美元，而且全部要靠飛船運(yùn)送上去。像國(guó)際空間站這樣的地方，每年至少要消耗 2200 升淡水，實(shí)際的成本已經(jīng)接近3000 萬(wàn)美元，不可能讓宇航員們可著勁兒喝。所以NASA 自己就想出了一個(gè)給宇航員喝尿的主意。

早在幾年以前，就有消息說(shuō)美國(guó)會(huì)把一個(gè)尿液循環(huán)機(jī)送上國(guó)際空間站。在過(guò)去，宇航員們排出的尿曾被丟棄到太空里。據(jù)美國(guó)的的一篇報(bào)道說(shuō)，NASA 曾經(jīng)向太空丟棄過(guò)來(lái)自空間站的生活垃圾，比如牙膏、剃須乳液，甚至包括干燥的尿塊。結(jié)果這些尿塊不幸擊中了一顆印度尼西亞的人造衛(wèi)星，所以后來(lái)NASA 就不敢再將人的排泄物遺棄到太空了，全部都打包帶回地球處理。不但很占地方，成本還很高。所以這個(gè)循環(huán)機(jī)如果真能夠投入使用，那真是解決了空間站的大問(wèn)題。據(jù)說(shuō)它可以將宇航員的尿液、汗水、甚至太空實(shí)驗(yàn)室的老鼠尿都轉(zhuǎn)化成純凈水。在宇航員小便后，它會(huì)向尿液中添加化學(xué)物質(zhì)，防止尿液化學(xué)反應(yīng)，阻礙微生物生長(zhǎng)，接著通過(guò)一個(gè)迅速旋轉(zhuǎn)的蒸餾圓筒，使尿液中85% 的水分都能夠被重新回收，再經(jīng)過(guò)過(guò)濾殺菌之后就成為能夠飲用的純凈水了。