研發背景
太空人不喝水改喝"尿", 尿液循環機08年上太空
昂貴:空間站一杯水3000美元
一杯水3000美元,是世界上最昂貴的“旅館”———國際空間站上貨真價實的價格。美國NASA和俄羅斯宇航局通過太空梭或貨運飛船將這些生活用水送上國際空間站,平均每升水都要花費11000美元的代價。國際空間站上的每個太空人平均每天都要使用大約4.4升左右的水,包括飲用和洗理等,這意味著每名太空人每天花費的水價就高達48400美元!
心疼:NASA要讓太空人喝“尿”
目前,國際空間站每年需要至少2200升的淡水,這至少要花費2400萬美元的代價。此外,國際空間站儲存淡水也要浪費寶貴的空間,到2009年,國際空間站的太空人可能增加到6名,到時將需要更多的生活用水。每年要將這么多美元花在國際空間站的“水費”上,美國NASA顯然已經感到受夠了,NASA科學家決定乾脆讓太空人們以後喝自己的“尿”解渴。
據悉,NASA專家已經發明出了一種可以將太空人的尿液、汗水、生活污水、甚至太空實驗室的老鼠尿轉化成純淨水的高科技機器。
美國阿拉巴馬州亨特斯維爾市NASA馬歇爾太空飛行中心的工程師雷尼·卡特是“尿液循環機”的負責工程師,尿液循環機又稱做“水回收系統”,卡特和他的研究小組已經對這一機器進行了最後階段的測試。
放心:尿液比自來水還衛生
機器用途
一般來說,尿液循環機每小時可以淨化出6升水,所以國際空間站上的太空人每天只需讓機器運轉5小時,就可以回收足夠一天使用的水量。卡特稱,這一尿液循環機提煉出來的飲用水,甚至會比地球上任何城市的自來水還要純淨和衛生。
套用實例
卡特確信這種“尿液循環機”會在太空中正常運轉,因為他們已經進行過一系列的微重力狀況下測試。同時,超過120名馬歇爾太空飛行中心的員工還排隊捐贈自己的尿液用於實驗。卡特稱,美國NASA計畫在明年10月,將“尿液循環機”送上國際空間站,從2009年開始,國際空間站上的太空人將正式喝“尿”解渴。卡特稱,美國太空人對將來要喝“尿”解渴都抱理解態度。
工作原理
八大步驟讓尿液變“純淨水”
當國際空間站裝上這一機器後,第一步,太空人小便後,“尿液循環機”上一個化學裝置將會向尿液中添加化學物質,防止尿液化學反應,阻礙微生物生長。第二步,這一混合尿液將被泵向一個蒸餾圓筒,圓筒迅速旋轉,導致尿液在圓筒壁上形成薄霧,然後將尿液加熱到攝氏40度,而裡面的壓力卻只有0.05個大氣壓,所以尿液會迅速蒸發,形成蒸餾水,經過一次次蒸餾後,直到尿液中85%的水分都被重新回收;第三步,剩下15%的廢尿將被裝進“進步號”貨運船內的一個桶中,當上面的垃圾裝得過多後,它就會被投射出去,在大氣層中燒毀。
第四步,通過尿液提取出來的蒸餾水會和其他生活廢水一起流進一個45升的水箱中,準備通過“水處理設備”進一步淨化;第五步,一個過濾器會過濾掉水中任何大於0.5微米的粒子;第六步,水會流過過濾網篩掉其餘溶解的污染物;第七步,水會流過一個加熱到130攝氏度的催化劑反應器,過濾水中的酒精和丙酮,同樣高熱也能殺死水中的細菌、真菌和病毒;第八步,機器會向每升水中加入1到4毫克碘酒,防止以後水中衍生微生物,這些循環回收的純淨水將泵進一個57升的儲存桶中,供太空人重新使用。
發明意義
未來太空探索省了很多事
“尿液循環機”在太空中的使用,對人類探索太空將具有異常重要的意義。因為人類在建立月球基地和未來載人探索火星的旅程中,如何攜帶足夠的飲用水一直是讓宇航專家們最感頭疼的事。現在,當太空人在月球表面上建立月球基地時,“尿液循環機”將是月球基地上必不可少的事物之一。畢竟,“尿液循環機”今後將為美國NASA節省下上億美元的水費,當太空人再次登入月球時,他們將不能隨便在月球上撒尿,浪費自己的尿液,因為他們在太空中的尿液將貴如黃金。
神九配備
神舟九號中的動態水汽分離裝置是用航天員的尿液進行水汽分離,此次3位航天員就將實驗“尿液循環器”能否真正“尿變水”。不過,這次的實驗航天員不會喝下自己的尿,而是為未來真正實現這樣的“神奇”做驗證。首批“尿液水”將被送回地面接受嚴格檢測,只有在一切指標合格後,將來的航天員才會有“喝尿”的指令。