深空任务资源有限,无法过得太奢侈,科学家一直在追求将废弃物转化为再利用物质的方法,如最近,美国航天局 的ECLSS 新系统成功回收国际太空站(ISS)98% 废水,将尿液、汗水等物质转化为可饮用水。
目前任务除了单趟自行携带物资,其次为依赖货船定期运送,废物则简单以各种方式处理,但若考虑未来更远、时间更长的深空任务,物资补给就是个大麻烦,比如为期2 年的火星任务,每人每天需要3.8 升水,派遣4 名机组人员就共需约9 吨水,最终还会变成数吨待处理的尿液。
也因此,水循环再利用是太空任务一个重要里程碑,代表未来更长途的深空任务无需携带大量水资源,或额外执行加水补给任务。
最理想的载人太空飞船应能自给自足,不只可回收空气和水,还能像生态系统一样种植食物。
实现该目标的第一步,就是美国航天局 一直在国际太空站测试的ECLSS 系统。
ECLSS 由水回收系统、水处理器(WPA)、尿液处理器(UPA)、盐水处理器(BPA)组成,透过从空气与尿液收集水,最后净化成饮用水。
尿液处理过程较棘手,首先UPA 透过真空蒸馏法分离出水和尿液盐水,接着BPA 使用特殊薄膜技术将尿液盐水置于温暖、干燥的空气蒸发出剩余水分,最后这些水与船员呼吸积留在空气的水分以相同方式回收,借一系列过滤器与催化反应器分解污染物,感测器检查纯度,最后添加碘杀死微生物。
加入BPA 前,系统只能回收93%~94% 水,新里程碑使回收水资源达98%。研究人员表示,尽管听起来可能很恶心,但从国际太空站机组人员尿液重新回收、过滤、清洁的水,比地球多数饮用水更干净。
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drinkable water pee ISS ECLSS system
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美国航天局 just recycled 98% of all astronaut pee and sweat on the ISS (engineers are thrilled)
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美国航天局 converts pee to drinkable water on International Space Station
(首图来源: 美国航天局 )
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