在载人航天飞行中，废物处理工作不当，不仅会影响航天员的生理和心理状态，影响航天员的工作效率，而且会影响舱内大气环境质量及航天员的健康安全，甚至影响载人航天任务能否顺利完成。其中大小便的收集处理是载人航天器内废物处理的一项重要内容。

　　苏联礼炮7号空间站航天员列别杰夫在其航天飞行日记中写道：“在太空中处理自己的大小便，可不像人们想象中的那么简单和容易……上厕所就好像坐在扫帚上的女魔。”

　　在载人航天器的环境控制与生命保障系统中，必须采用特殊的技术和方法，解决废物处理问题。载人航天器都设有废物管理系统，该系统是环境控制与生命保障系统的重要组成部分。除按要求完成舱内废物收集、储存和处理任务外，废物管理系统还要和环境控制与生命保障系统的其他设备一起，共同保障座舱内大气环境的干净清洁和卫生。

　　从国外载人航天器来看，随着载人航天飞行时间的增加，航天员人数的增多，座舱容积的扩大以及各方面要求的提高，废物收集处理技术也进行了不断的改革和创新。美国早期的载人航天器，如水星号、双子星座和阿波罗飞船，由于飞行时间短，座舱容积小，因此采用了相对简单的大小便废物收集处理技术。

　　水星号飞船仅执行1人28小时的飞行任务，由于飞行时间短，因此，飞船没有必要考虑收集大便。在航天飞行前，航天员一般提前3天吃低残渣食物，飞行中的前2～3天，航天员不会排大便。但是，为了防止意外，水星号飞船上还是准备了一个大便收集袋。为了保障飞行的安全，在水星号的飞行过程中，不允许航天员脱下航天服，因此，航天员仅用一个十分简单的尿液收集系统，即可完成废物的收集和处理工作。在整个航天飞行过程中，尿液收集系统一直穿戴在航天员身上，靠直接接触密封。航天员要进行便溺时，通过快速断接器与尿液收集袋连接，便后尿液收集袋放入储存器中，飞船返回时带回地面。

　　双子星座飞船为2人14天的飞行任务，除飞船发射和返回阶段采用水星号飞船使用过的尿液收集方法外，根据14天的飞行任务，工程人员对尿液收集系统进行了必要的改进，并将尿液定期排到舱外，只是带少量分析用样品回到地面。14天的飞行任务中，大便收集是必不可少的，双子星座飞船配置了一个塑料收集袋，袋的开口端表面有粘胶，使用时通过手动粘贴，即可保持收集袋开口与臀部的良好接触和密封。大便后，航天员手动将袋口密封，并把预先存放在袋内的杀菌剂与大便搓合，然后存放在废物箱中即可。

　　阿波罗飞船的大小便收集系统与双子星座飞船基本相似，但为出舱活动和应急飞行需要，还研制了用作收集大便的弹性内裤。弹性内裤在臀部有吸湿性良好的垫片，可以吸收大便中的湿气，臭气则进入航天服的通风循环系统并被消除，收集后的小便则通过大腿处的断接器排到废水箱。

　　上述载人飞船的废物管理系统，其显著缺点是收集装置与人体长期直接接触，皮肤会有不舒适感，而且手动操作既费时间，又增加航天员的心理负担，还容易污染座舱的空气。利用载人飞船获得的经验，美国在后续的载人航天器上，对废物收集处理系统进行了较大的变革，在天空实验室中采用了崭新的废物收集和处理装置。天空实验室首次采用气流进行大小便的输送和离心式相分离技术，大便和尿液经水气分离后，在空气流作用下送到收集器贮箱。输送大小便的空气流经过杀菌、除臭、过滤后送回座舱，整个收集过程实现了半自动化。基于天空实验室的经验，美国在航天飞机上对废物管理系统又进行了改进和完善，初步实现了废物收集处理的自动化操作。

　　美国航天飞机个人卫生处理站有带坐便器的大便收集储存容器,其内部含有衬套、网套，并通过管道与外太空真空相通。航天员完成大便后，开闭管道上相关的阀门，可以使便桶泄压到真空，将桶内的大便进行真空干燥。旋转式叶片压实器定期将干燥的大便压实，以减少废物的储存空间。在带备份的离心式水气分离器产生的气流动力作用下，可以实现微重力条件下尿的收集和输送,并进行尿、气混合流体和从大便收集桶收集来的水气混合流体的水气分离，分离后将废水送到贮箱储存,气体经臭气、细菌过滤器进行除臭和细菌过滤，而后将空气送回座舱。在航天飞机上，收集的尿液不再排到舱外，而是输送到尿处理系统进行再生处理和利用。尿收集器按男女性别不同设计有两种形式，可根据使用者的性别方便地进行更换。

　　航天飞机的废物管理系统是一套经过多次改进的完全自动化的废物收集系统，部分设备的维护和更换方便快捷，同时还可收集舱外机动飞行装置（EMU）产生的废水。根据国际空间站要求,该系统进行适应性改进后，被应用在国际空间站上。

　　苏联早在搭载小狗的生物卫星上，就用气流输送法收集狗的大小便，这项技术不仅起点较高，而且经济实用。第一代载人飞船东方号上只设置了简单的尿收集系统，在联盟号飞船和礼炮号空间站上，则都以该技术为基础,设计了废物收集系统。这套系统部分采用手动操作，但系统结构简单,操作简便,具有较好的可靠性和可接受性。国际空间站是多个国家参与建造和使用的国际性空间站，在俄罗斯负责建造的舱段内,以该系统基本技术为基础,设置了相应的废物收集系统。苏联在和平号、礼炮号空间站上，就已经进行了尿液回收处理和再利用，是较早进行尿液回收再利用的国家。

　　我国神舟飞船吸收了联盟号飞船废物收集系统的技术经验，采用半自动的废物收集和处理系统。该系统由以下设备组成：

　　1）废物收集筒。用于储存使用后的大便密封袋。
　　2）尿液贮箱。储存航天员的尿液，箱内部填装高效吸水材料，可以将尿液吸附固定，实现微重力下尿液收集过程中的气液分离。
　　3）收集装置支座。航天员便溺时用于固定大小便收集装置。
　　4）应急小便收集器。废物管理系统风机失效时，应急条件下手动操作收集航天员尿液，并将尿液挤入尿液贮箱储存。
　　5）管组件。用于系统设备间的管路连接。
　　6）除臭装置。集成了废物收集风机和除臭罐。风机是大小便收集过程中的动力源，制造大小便收集的负压动量气流；除臭罐用于去除大小便产生的有害气体和异味。
　　7）大小便收集装置。用于接收航天员的大小便。
　　8）废物残渣收集袋包。用于放置大便袋、大便密封袋和卫生纸等。

　　航天员要进行大小便时，操作收集装置下的三通阀，可同时或分别进行大小便操作。在大小便时，首先将大小便收集装置固定在收集装置支座上，航天员与之相对固定，开启除臭装置风机后，即可便溺。利用高压风机产生负压，使座舱空气在风机的抽吸力作用下，形成具有一定动量的气流，气流携带粪便进入大便收集器中的大便袋内。排便完成后，将大便袋盖上盖板，装入大便密封袋，再投入废物收集筒内储存。尿液在气流带动下，经废物收集管路进入尿液贮箱，气液混合物经过贮箱内的分配管与吸水材料接触，液体被高效吸水材料吸附固定，空气则在风机的抽吸力作用下，沿管路进入除臭装置，异味和有害气体被除臭装置吸收、过滤，净化后的空气经风机送回座舱，实现大小便的收集和储存以及气液分离。单独进行小便时，同样要开启除臭装置风机，尿液在风机气流作用下，进入尿收集罐，实现微重力下的收集和储存。系统中的应急小便收集器作为系统备份，在废物管理系统风机失效时，能够手动操作，收集航天员小便并排放到尿液贮箱内。

　　神舟飞船的航天服内设置了直接接触式小便收集袋和大便收集装置，这些装置可以像短裤那样穿在身上，用于身着航天服的航天员在飞行阶段收集大小便。飞船舱内还设置了废物收集软袋，用于收集其他固体废物，收集的废物投入收集袋内,以保持舱内大气环境清洁。