神舟十二號|航天員尿液提純變飲用水 實現太空站水資源循環利用
撰文:孫聖然
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6月17日,神舟十二號載人飛船發射升空,三名航天員開啟三個月的太空之旅。面對太空中資源稀缺、從地球運送物資成本高昂的情況,航天員的生活用水從何而來呢?
據悉,環控生保技術就可有效緩解地面補給的壓力,是太空站長期在軌運行的關鍵技術。該技術通過將尿液提純,變成可飲用的水,實現了太空站水資源的循環再利用。
據「中國航天科工」微信公眾號消息,根據當前國際航天平均運載成本,1千克物體的發射成本約為14萬元(人民幣,下同)至35萬元不等。因此,為了降低太空站的運營成本,為航天員提供清潔的供水來源,中國航天科工二院206所科研團隊研製出環控生保尿處理子系統和水處理淨化器。
目前,太空站環控生保尿處理子系統已順利完成首次尿液回收,實現了太空站水資源的在軌循環利用。截至7月2日,環控生保尿處理子系統已處理尿液66升尿液,產生的蒸餾水各項指標均滿足使用要求。
那麼,環控生保尿處理子系統和水處理淨化器是如何運作的?據了解,該系統採用蒸汽壓縮蒸餾技術將預處理後的尿液進行旋轉蒸餾,收集到的水蒸氣冷凝後形成蒸餾水,然後將蒸餾水輸出給水處理子系統進行深度淨化處理,從而將尿液中的水分提取利用。
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尿處理子系統能夠從6升尿液中提取出5升蒸餾水,最大產水速率為2.5升每小時,蒸餾水經過尿處理子系統淨化後的再生水,滿足並超出國家《生活飲用水衛生標準》及《航天員飲用水衛生標準》相關要求,可滿足在太空站中長期作業的航天員飲用、清潔、制氧等用途。
因此,環控生保尿處理子系統不僅實現太空站水資源循環利用,減輕了貨運飛船的載荷負擔,降低太空站的運營成本,亦實現了從「尿」中取「水」,填補了國內多項技術的空白。